|
|
|
Звук,
который способен на все
|
При малых мощностях — звук всего лишь переносчик информации. Но при больших... Вспомните, как влияет громкость акустических систем на фанатов рок-музыки. Тек и кажется, что воспринимают оглушительные аккорды уже не ушами, а животом и
пятками! Что ж, так и есть, от сильного звука вибрирует все наше тело.
Словом, силу звука нельзя не учитывать, особенно в технике. Вот пример. Стартовый вес космических ракет не превышает 3500 т. Хотелось бы побольше, да нельзя: корпус разрушится от... звука работающих двигателей! Сегодня мы хотим познакомить вас с очень сильными звуками,
действие которых сосредоточено в малом объеме. Это сделает их безопасными и позволит легко получить даже в условиях школьного физического кабинета. Вам понадобится лишь круглый ферритовый стержень, из которого делают антенны для карманных приемников, и звуковой генератор.
Ферриты — особый вид керамики, содержащей железо, — способны менять свои размеры при намагничивании. Возьмите стержень длиною 100—120 мм и намотайте в средней его части обмотку внавал из 1000 витков медной эмалированной проволоки диаметром 0,1 мм. Присоедините ее к низкоомному выходу генератора и сделайте пробное включение. Покрутите ручку настройки, прислушайтесь. Если стержень «поет», все в порядке. Под действием переменного магнитного поля длина его меняется, и в нем возникают звуковые волны. Частично они передаются воздуху, ну а большей частью скачут от одного торца стержня к другому, сами себе мешая. Амплитуда колебания торцов при этом мала.
Но так бывает не всегда. Если на длине стержня укладываются кратные длины звуковой волны (1, 2, 3 и т. д.), амплитуда резко возрастает. Наступает резонанс, сопровождаемый любопытными явлениями. Поставьте, например, стержень вертикально и нанесите на его верхний торец каплю
воды. Теперь не спеша меняйте частоту настройки генератора в диапазоне 15—20 кГц. Наступит момент (к нему следует подходить очень плавно), когда капля воды как бы взорвется. Это — резонанс.
Теперь приступим к другому опыту. На верхний торец надвиньте стеклянную трубку длиною 5— 10 см. Желательно, чтобы стержень ее не касался. Генератор пока выключен. Опустите в трубку
стальной шарик. Он попрыгает и успокоится, как то и должно быть по закону сохранения энергии. Ведь при каждом подскоке часть его первоначальной энергии теряется. Повторим опыт при включении генератора на резонансной частоте. Вновь опустим шарик в трубку. Вот он ударился о стержень, подпрыгнул еще и еще. Но теперь он уже не успокаивается, каждый прыжок все выше и выше. В чем причина? За время контакта со стержнем он успевает получить несколько толчков. Их хватает, чтобы с лихвой компенсировать потерю энергии. В конечном итоге шарик даже вылетит из трубки. Нельзя ли на этом принципе построить, например, часы? Как? Подумайте. Следующий опыт — прикрепим к торцу стержня проволоку. Кусочек проволоки миллиметрового диаметра длиною 20 мм согните под прямым углом и припаяйте к кусочку жести,
а жесть приклейте тонким слоем эпоксидной смолы к торцу стержня. Получился «карандаш» для рисования... по стеклу. Нужно лишь капнуть на торец смесью воды с мелким наждаком. Проведите теперь стержнем по стеклу так, чтобы кончик проволоки едва его касался. Вы
увидите — наш карандаш оставил на нем след. Так можно даже просверлить отверстие, правда, хлопотно.
Любопытно, но эффект, позволяющий рисовать на стекле, сохраняется и тогда, когда к стержню присоединяют более длинный кусок проволоки. В одном из опытов он почти не уменьшился даже при подключении целой пятидесятиметровой бухты. Где бы этот эффект применить? Быть может, для создания линий связи? Свойства ее весьма необычны — ей нипочем электрические помехи.
И последний опыт. Тоже с проволокой. Она натянута горизонтально, и на нее надето кольцо.
Включаем звук — кольцо ползет к его источнику. Практические
применения просматриваются и здесь. Например,
внутрицеховая транспортировка мелких деталей.
Впрочем, почему только мелких? Вспомним первый закон Ньютона.
Если на кольцо действует сила, тянущая его к источнику звука,
значит, и на сам источник действует такая же сила, но противоположного
направления. Быть может, на этом принципе удастся
построить вездеход? Уверяем, знание физических эффектов по
может найти нетривиальные решения.
Автор: А.
Варгин
По материалам
журнала Юный
техник
|
|
.
|
|
|
|
 |
|
. |
|
| |
|
|
|
