Коливання та хвилі
Вібрація, тертя, резонанс
1. Скрипляча крейда. Чому жахливо скрипить крейда, якщо ми неправильно тримаємо її, коли пишемо на дошці? Як впливає при цьому положення крейди щодо дошки і чим визначається частота звуку, що видається їм?
Чому риплять двері і чому верещать шини автомобіля, коли він різко рушає з місця?
2. "Співає" келих. Чому винний келих “співає”, якщо провести мокрим пальцем уздовж краю? Що саме викликає звучання келиха і чому палець при цьому має бути вологим і не олійним? Що визначає частоту звуку? Які коливання кромки келиха: поперечні чи поздовжні? Нарешті, чому пучності (максимуми) коливань поверхні вина в келиху зміщені вздовж кромки келиха на 45 ° від точки, в якій палець торкається кромки?
Коливання струни, резонанс
4.Гра на скрипці.Поскубувати струну, як це робить гітарист, - очевидно, найпростіший спосіб порушити її коливання. Але як збуджується вібрація скрипкової струни при плавному русі смичка? Чи залежить частота звуку від натиску змичка та його швидкості?
Вібрація, фазові переходи
5. Коли я підігріваю воду для кави, то за звуком визначаю момент її закипання. Спочатку лунає шипіння, яке поступово наростає, а потім поступається місцем різкішому звуку. Перед самим кипінням цей звук стає м'якшим. Як пояснити походження цих звуків, особливо пом'якшення звуку перед тим, як вода закипає?
Механічна напруга, фазові переходи
6. Коли ми йдемо снігом.Іноді сніг скрипить під ногами, але це буває лише в ті дні, коли температура повітря суттєво нижча за нуль. Що створює цей звук, і чому його виникнення залежить від температури? При якійприблизно температурі сніг починає рипіти?
7. Тиша після снігопаду. Чому після снігопаду так тихо? Звичайно, машин і людей на вулиці менше, ніж зазвичай, але тільки цим не можна пояснити тишу, яка раптом опустилася на місто. Що відбувається із енергією вуличного шуму? Чому це трапляється, коли сніг щойно випав? Подібне ослаблення звуку спостерігають, наприклад, учасники антарктичних експедицій, коли вони проривають тунелі у снігу: доводиться кричати, щоб бути почутим на відстані п'яти метрів. Куди зникає енергія звуку?
8. Вухом до землі. Чому індіанці, яких ми бачимо в старих вестернах, зазвичай стають навколішки і припадають вухом до землі, щоб виявити далеких вершників? Якщо можна почути далекий тупіт копит через землю, то чому цей звук не чути у повітрі?
9. Помішуючи ложечкою в чашці кави.Розмішуючи в чашці розчинну каву або розчинні вершки, постукайте по краю чашки ложечкою. Тон звуку, який ви чуєте, різко змінюється при додаванні порошку, а також в процесі розмішування. Чому? Постукайте по краю пивного кухля, поки сідає піна. Тон звуку також змінюється. Чому? Ви скажете, що, можливо, піна або порошок поглинають звук, який викликається постукуванням. Допустимо, але чи повинна тоді змінюватись висота тону або лише гучність звуку?
10. Слухаючи літак, нагніть. Я читав, що якщо, вслухаючись у звук літака, що пролітає, пригнутися до землі, то тон звуку здасться вище. Інший приклад: якщо стояти біля стіни неподалік водоспаду, то можна, крім звичайного звуку водоспаду, почути ще й тихий "фон". Що ближче до стіни, то вище частота цього "фону". Чому в тому й іншому випадку частота чутного звуку залежить від відстані між вухом та твердою поверхнею?