清谷田园330ML甜橙瓶发音规律证实物理建模的可靠性
对空腔吹奏发音规律的研究已经告一段落,但是酒瓶吹奏发音规律与物理模型给出的理论相比存在些许的出入,一直感觉不美气。
昨天和阿尧到超市购物,看到清谷田园330ML甜橙,心中顿时亮了。因为这个瓶子有着规则的颈部,它的颈部几乎是圆柱形的,而且颈部占瓶子整体的比例很小。
我对阿尧说,买了它,喝了它,测了它。
测量过程
1.测定瓶口直径
小心测量。
准确读数。
2.测定瓶内空气体积
先将瓶子灌满水,然后再倒入量筒中。
用滴管精确调节倒出的水的体积,以25ML为单位。
将多余的水重新滴回瓶中。
3.吹奏发音,用手机app记录吹奏频率,并将测量数据记录下来。
4.重复上述过程,直至瓶中的水全部倒出。
测量数据
数据分析
1.下图是清谷田园330ML瓶发音频率与体积倒数平方根的关系,理论上是一条过原点的倾斜直线,而事实显然与理论不符。
咋回事?是理论有问题,还是瓶子有问题?
两者都没有问题,是测量数据所取的范围超出了物理模型适用条件。因为模型要求颈部体积远小于瓶内气体的体积,而这只瓶子的颈部体积是17.5ML,而第一组数据的气体体积是25ML,第二组数据的气体体积是50ML,均不符合模型的使用条件。
2.略去第一组数据,从50ML开始计算,得到的图像就与理论接近了许多,拟合直线基本上过了原点。
3.略去前第两组数据,从75ML开始计算,得到的图像就与理论更加接近,拟合直线更加理想。
这说明,当瓶内空气较少的时候,是不符合物理模型给出的理论规律的。
实验结论
在酒瓶颈部体积远小于瓶内空气体积的前提下,酒瓶吹奏发音频率与瓶内空气体积倒数平方根成正比。
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