Concetti chiave
Suono
Onde
Udito

In base agli standard nazionali di istruzione scientifica: Trasferimento di energia

Introduzione
Hai mai provato a conversare con qualcuno così lontano da non riuscire a sentirti a vicenda? Senza urlare, è difficile conversare a lungo distanze. Quindi oggigiorno è bello poter usare i telefoni per parlare con qualcuno, che si trovi a 100 iarde o 100 miglia di distanza.

Prima c’erano i telefoni cellulari o anche i telefoni cordless, tutti i telefoni erano collegati a fili che aiutavano a trasportare il suono della voce di una persona (tramite un segnale elettrico). E puoi usare lo stesso concetto per costruire il tuo telefono usando solo tazze e un po ‘di corda. Quale messaggio condividerai sulla corda?

Background
Quando parliamo, le nostre corde vocali fanno vibrare le molecole nell’aria. (Puoi sentire le vibrazioni tenendo la mano contro la gola mentre parli.) Quelle molecole d’aria vibranti fanno vibrare altre molecole d’aria intorno a loro, e così via, che è il modo in cui il suono viaggia nell’aria. (Le diverse altezze del suono si muovono in onde che hanno una spaziatura diversa tra loro, o “frequenza”.) Altre fonti di suono, come le corde di chitarra, violino o pianoforte sono buoni esempi di come le vibrazioni possono generare il suono.

Dentro le nostre orecchie ci sono minuscoli peli sensibili. Raccolgono le vibrazioni e trasmettono quell’informazione al nostro cervello, che la interpreta come suono. Il cervello interpreta i suoni come aventi altezze o toni diversi, in base alla frequenza, o spaziatura, delle onde.

Ma le particelle nell’aria si diffondono l’una dall’altra più delle particelle in un liquido o solido . Quindi le vibrazioni sonore tendono a esaurirsi prima di viaggiare molto lontano. Avere un materiale connettivo morbido, come un filo di cotone, che ha una densità maggiore o un numero di molecole in una data quantità di spazio rispetto all’aria, può aiutare le onde sonore a muoversi su una distanza maggiore.

Materiali
• Due bicchieri di carta grandi (vanno bene anche bicchieri di plastica usa e getta)
• Due graffette o stuzzicadenti
• Lunghezza del filo di cotone o della lenza di circa 10-30 piedi
• Zona tranquilla

Preparazione
• Fai un piccolo foro al centro del fondo di ogni tazza (per i bicchieri di plastica, potresti aver bisogno di un chiodo o di un altro strumento appuntito, quindi fai attenzione quando completi questo passaggio).
• Filettatura un’estremità del filo attraverso il fondo di ciascuna tazza.
• Posiziona una graffetta o uno stuzzicadenti nella parte inferiore di ciascuna tazza e lega l’estremità libera del filo attorno ad essa (il fermaglio o il plettro è qui solo per evitare che la corda scivoli attraverso il fondo della tazza).

Procedura
• Dai una tazza al tuo interlocutore e tienine una tu stesso.
• Cammina lentamente fino a quando la corda si collega le coppe sono dritte e strette.
• Metti la tua tazza sopra l’orecchio e chiedi al tuo partner di parlare nella sua tazza (mantieni la conversazione relativamente tranquilla se sei vicino l’uno all’altro, ma assicurati di parlare più forte di un sussurro).
• Riesci a sentire il tuo partner parlare?
• Ora provi a parlare nella tua tazza e chiedi al tuo partner di ascoltare nella sua tazza. Riesce a sentirti?
• Prova a lasciare che la corda si allenti. Il telefono con coppa e filo è ancora efficace?
• Ora, mantenendo la voce allo stesso livello e rimanendo alla stessa distanza, prova a parlare tra loro senza usare le coppe. Riesci a sentire anche tu?
• Extra: se hai molto spazio, guarda quanto distanti puoi far funzionare il telefono con coppa e filo.
• Extra: se hai una terza persona in giro, chiedi loro di tenere il centro della corda con la mano. Il suono continuerà a sopravvivere? Perché o perché no?
• Extra: se hai altri materiali (come filati, lenza, corde di nylon, ecc.), provali. In che modo materiali diversi cambiano la qualità del suono o fino a che punto si sposterà il suono?

Continua a leggere per osservazioni, risultati e altre risorse.

Osservazioni e risultati
Riuscivi a sentire meglio il tuo partner usando le coppe e lo spago teso che se parlassi tra loro allo stesso volume via etere?

In questa attività, la tua voce ha fatto vibrare l’aria all’interno della coppa, che a sua volta faceva vibrare il fondo della tazza. Queste vibrazioni sono state trasferite alla corda e poi nella parte inferiore della tazza del tuo partner, che ha fatto vibrare l’aria all’interno della sua tazza e diventare un suono rilevabile. Quando la corda si allenta, le vibrazioni si dissipano più facilmente e si perdono. (I telefoni fissi funzionano sulla stessa idea, ma trasferiscono le onde sonore in un segnale elettrico, che può viaggiare anche più lontano sui cavi e i telefoni fissi non devono essere tenuti tesi).

Il suono, come il linguaggio umano, viaggia in onde incredibilmente piccole, incredibilmente veloci (circa 1.126 piedi al secondo), motivo per cui non è possibile vederlo o rilevare un ritardo mentre viaggia attraverso le coppe e le corde.

Hai mai notato come le cose suonano diversamente sott’acqua? Poiché le molecole dell’acqua sono raggruppate più strettamente di quelle nell’aria, le onde sonore si muovono più facilmente, più velocemente e più lontano, sott’acqua. Le balene e altri animali marini che usano il suono per comunicare sott’acqua traggono vantaggio da questo fatto. Gli scienziati pensano che le balene possano sentirsi a vicenda da centinaia (e forse anche migliaia) di chilometri di distanza, senza nemmeno un telefono a filo!

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Pulisci
Slega o taglia lo spago dalle graffette o dagli stuzzicadenti. Ricicla o riutilizza i materiali che puoi.

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Di cosa hai bisogno
• Pacchetto fresco di lievito di birra (controlla la data di scadenza)
• Cucchiaio di zucchero
• Bottiglia di plastica trasparente con una piccola apertura (come l’acqua bottiglia)
• Imbuto
• Palloncino piccolo
• Acqua calda