Vibrații și valuri
Vibrații, frecare, rezonanță
1. Cretă scârțâitoare. De ce scârțâie atât de rău creta dacă o ținem greșit când scriem pe tablă? Cum afectează poziția cretei față de tablă și ce determină frecvența sunetului pe care îl emite?
De ce scârțâie ușile și de ce scârțâie anvelopele mașinii când se trage brusc?
2. Paharul „cântat”. De ce „cântă” un pahar de vin când treci un deget umed de-a lungul buzei lui? Ce cauzează exact sunetul sticlei și de ce degetul trebuie să fie umed și nu uleios? Ce determină frecvența unui sunet? Care sunt vibrațiile marginii sticlei: transversale sau longitudinale? În cele din urmă, de ce antinodurile (maxima) vibrațiilor suprafeței vinului din pahar sunt deplasate de-a lungul marginii paharului cu 45° din punctul în care degetul atinge marginea?
Vibrația corzilor, rezonanța
4.Cântarea la vioară.Ciupirea unei coarde ca un chitarist este, evident, cel mai simplu mod de a o face să vibreze. Dar cum este vibrația unei coarde de vioară excitată de mișcarea lină a arcului? Frecvența sunetului depinde de presiunea arcului și de viteza acestuia?
Vibrații, tranziții de fază
5. Sună apă clocotită.Când încălzesc apa pentru cafea, îmi dau seama când fierbe după sunet. La început se aude un șuierat, care crește treptat, apoi face loc unui sunet mai ascuțit. Chiar înainte de fierbere, acest sunet devine mai moale. Cum să explic originea acestor sunete, în special înmuierea sunetului înainte ca apa să fiarbă?
Solicitare mecanică, tranziții de fază
6. În timp ce mergem prin zăpadă.Uneori zăpada scârțâie sub picioare, dar asta se întâmplă doar în zilele în care temperatura aerului este mult sub zero. Ce creează acest sunet și de ce apariția lui depinde de temperatură? La ceîn jurul temperaturii zăpezii începe să scârțâie?
7. Tăcere după o ninsoare. De ce este atât de liniște după o ninsoare? Desigur, sunt mai puține mașini și oameni pe stradă decât de obicei, dar numai asta nu poate explica liniștea care a coborât brusc asupra orașului. Ce se întâmplă cu energia zgomotului străzii? De ce se întâmplă asta când tocmai a căzut zăpada? O slăbire similară a sunetului este observată, de exemplu, de membrii expedițiilor în Antarctica atunci când sparg tunelurile în zăpadă: trebuie să țipi pentru a fi auzit la o distanță de cinci metri. Unde se duce energia sonoră?
8. Urechea până la pământ. De ce indienii pe care îi vedem în westernurile vechi tind să îngenuncheze și să-și pună urechea la pământ pentru a observa călăreți îndepărtați, invizibili? Dacă poți auzi zgomotul îndepărtat al copitelor peste pământ, atunci de ce nu se aude acel sunet în aer?
9. Amestecați cu o lingură într-o ceașcă de cafea.Când amestecați cafeaua instant sau smântâna instant în ceașcă, atingeți marginea ceștii cu o lingură. Tonul sunetului pe care îl auzi se schimbă drastic pe măsură ce se adaugă pulberea, precum și în timpul procesului de amestecare. De ce? Atingeți marginea halbei de bere în timp ce spuma se așează. Se schimbă și tonul sunetului. De ce? Veți spune că poate spuma sau pulberea absoarbe sunetul cauzat de lovire. Să zicem, dar ar trebui să se schimbe înălțimea atunci sau doar volumul sunetului?
10. Ascultând avionul, aplecă-te. Am citit că dacă, ascultând sunetul unui avion care zboară, te apleci spre pământ, atunci tonul sunetului va părea mai ridicat. Un alt exemplu: dacă stai lângă un perete lângă o cascadă, atunci pe lângă sunetul obișnuit al unei cascade, poți auzi și un „fondal” moale. Cu cât este mai aproape de perete, cu atât este mai mare frecvența acestui „fond”. De ce frecvența sunetului audibil depinde de distanța dintre ureche și suprafața dură în ambele cazuri?