Undervisning i fysik fra flyvende skivers larm

Discgolf blomstrer, og rekordmange spillere møder op hvert år for at deltage i disc-kaste-sporten. Det suser og pifter også. Faktisk er lyden, som en disk laver, mens den svæver gennem luften mod sit mål, fuld af information om, hvor hurtigt disken flyver, og hvor hurtigt den snurrer.

Denne indsigt inspirerede Kyle S. Dalton fra Penn State University til at kombinere sine to interesser, discgolf og akustik, til en interaktiv akustisk signalbehandlingslektion. Dalton præsenterer sit værk 4. december klokken 15.40. Australian Eastern Daylight Time som en del af Acoustics 2023, der løber 4.-8. december i det internationale kongrescenter i Sydney.

"Da jeg tog det indledende signalbehandlingskursus i akustikpensumet, kom nogle af de eksempeldatasæt, vi brugte, fra støjkilder såsom fly, racerbiler og fyrværkeri," sagde Dalton. "Disse datasæt var effektive til undervisning i nye signalbehandlingsteknikker, men disse støjkilder er ikke tilgængelige for de fleste elever, hvis de ønsker at indsamle flere data eller eksperimentere på egen hånd."

Dalton satte tre mikrofoner i en linje, med en afstand på 25 fod fra hinanden, og sluttede dem til udstyr, der konverterer hver mikrofons signal til et datapunkt på computeren. Da han kastede en disk med en lille fløjte monteret på toppen hen over rækken af ​​mikrofoner, optog han den flyvende disks akustiske signal.

"At lytte til disken giver mig mulighed for at fange flere egenskaber ved diskens flyvning og observere disken over en større del af dens flyvning, end det er muligt med nogle andre måleteknikker," sagde Dalton. "Radarkanoner bruges ofte i discgolf til at måle kastehastigheden, men giver ikke information om, hvor hurtigt disken drejer."

Elever kan bruge det resulterende datasæt til at lære grundlæggende behandlingsværktøjer og øve datavisualisering ved at bruge Doppler-skiftet til at bestemme hastigheden, blandt andre vigtige lektioner.

Dette eksperiment kan udføres i et åbent rum, med en grundlæggende opsætning og en øvet arm.

Leveret af Acoustical Society of America