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Reflexion eines Überdruckimpulses (einer Verdichtung) am offenen Ende einer Röhre

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Formale Metadaten

Titel
Reflexion eines Überdruckimpulses (einer Verdichtung) am offenen Ende einer Röhre
Serientitel
Anzahl der Teile
6
Autor
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Erscheinungsjahr
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ProduktionsortKaiserslautern

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet
Genre
Abstract
Schallreflexion am offenen Ende ist auf den ersten Blick schwer einsichtig. Die Videoanimation versucht für die Reflexion eines Überdruckimpulses eine anschauliche Erklärung zu geben. Sie verwendet dabei das Modell, wonach die Luftteilchen im statistischen Mittel bei Abwesenheit von Wind oder Druckschwankungen effektiv in Ruhe sind. Es werden folgende Fragen beantwortet: Wieso wird eine Verdichtung (positiver Schalldruck im Vergleich zum normalen Luftdruck) am offenen Ende, wo ja keine Wand ist, wieder zurück in die Röhre reflektiert? Wieso gibt es einen Phasensprung des Druckes: Warum wird also eine Verdichtung zu einer Verdünnung?
Schlagwörter
UnterdruckKolbenverdichterInnenraumTeilchenSchallStoßenDruckLuftVideoÜberdruckAußenräumenVerdünnungPhasensprungFallSonnenstrahlungFeuerMolekül
Transkript: Deutsch(automatisch erzeugt)
In diesem Video wird erklärt, wie und warum eine Verdichtung am offenen Ende reflektiert wird. Im Bild sehen Sie einen Überdruckimpuls, also eine lokale Verdichtung der Luftmoleküle im Vergleich zu benachbarten Bereichen oder auch der Luft außerhalb der Rohre. Achten Sie insbesondere auf den Abstand zwischen den Teilchen.
Neben den äußeren Luftteilchen, die weiß dargestellt wurden, sind auch die inneren Teilchen, die sich in unmittelbarer Nähe zum Ende befinden, farbig hervorgehoben. Durch Stöße breitet sich der Überdruckimpuls nach rechts aus.
Der Überdruckimpuls breitet sich nun in den Raum außerhalb der Rohre aus und erreicht die ersten äußeren Teilchen. Anders als der Innenraum der Rohre ist der Außenraum nicht mehr auf eine Dimension begrenzt.
Die äußeren Teilchen bewegen sich also auch nach oben und unten. Ist der Überdruck über die zwölf dargestellten Teilchen außerhalb der Rohre hinübergezogen, verteilen sie sich deshalb auf einen größeren Raum als anfangs. Es entsteht ein Unterdruck.
Die roten Teilchen bewegen sich in der Folge weiter nach rechts in diesen Unterdruckbereich hinein und hinterlassen links von sich eine Verdünnung. Dasselbe geschieht nun mit den gelben Teilchen. Sie bewegen sich nach rechts und hinterlassen an ihrem ursprünglichen Ort eine Verdünnung,
die sich auf diese Weise zurück in die Röhre nach links fortpflanzt. Der anfängliche Überdruckimpuls wurde am offenen Ende der Röhren als Unterdruckimpuls reflektiert. Zusammengefasst können wir sagen, am offenen Ende tritt bei Reflexion von Schall ein Phasensprung des Drucks ein.