Concepte cheie
Sunet
Valuri
Auz

Din standardele naționale de educație științifică: Transferul de energie

Introducere
Ați încercat vreodată să purtați o conversație cu cineva atât de departe încât să nu vă puteți auzi cu adevărat? Fără să strigați, este greu să purtați o conversație de mult timp distanțe. Așadar, în zilele noastre este plăcut să poți folosi telefoanele pentru a vorbi cu cineva – indiferent dacă se află la 100 de metri sau la 100 de mile distanță.

Înainte de a exista telefoane mobile sau chiar telefoane fără fir, toate telefoanele au fost conectate la fire care au ajutat la transmiterea sunetului vocii unei persoane (printr-un semnal electric). Și puteți utiliza același concept pentru a vă construi propriul telefon folosind doar căni și niște șiruri. Ce mesaj veți distribui peste coardă?

Fundal
Când vorbim, corzile noastre vocale fac să vibreze moleculele din aer. (Puteți simți vibrațiile ținându-vă mâna de gât în timp ce vorbiți.) Aceste molecule de aer care vibrează fac ca alte molecule de aer din jurul lor să vibreze și așa mai departe, care este modul în care sunetul se deplasează prin aer. (Diferite înălțimi ale sunetului se mișcă în unde care au distanțe diferite între ele – sau „frecvență”.) Alte surse de sunet, cum ar fi corzile de chitară, vioară sau pian sunt exemple bune ale modului în care vibrațiile pot genera sunet.

În interiorul urechilor noastre sunt mici fire sensibile. Ei preiau vibrațiile și transmit acele informații creierului nostru, care le interpretează ca sunet. Creierul interpretează sunetele ca având înălțimi sau tonuri diferite, în funcție de frecvența sau distanța undelor.

Dar particulele din aer sunt răspândite unul de altul mai mult decât particulele dintr-un lichid sau solid. . Deci, vibrațiile sonore tind să se extindă înainte de a călători foarte departe. Dacă aveți un material conjunctiv moale, cum ar fi șirul de bumbac – care are o densitate mai mare sau un număr de molecule într-o cantitate dată de spațiu decât aerul – poate ajuta undele sonore să se deplaseze pe o distanță mai mare.

Materiale
• Două cupe mari de hârtie (cupele de plastic de unică folosință vor funcționa, de asemenea)
• Două agrafe sau scobitori
• Lungimea șnurului de bumbac sau a liniei de pescuit de aproximativ 10 până la 30 de metri lungime
• Zona liniștită

Pregătire
• Puneți o gaură mică în centrul fundului fiecărei cești (pentru cupe de plastic, este posibil să aveți nevoie de un cui sau alt instrument ascuțit, deci aveți grijă când parcurgeți acest pas).
• Filet un capăt de coardă prin fundul fiecărei cani.
• Așezați o agrafă sau o scobitoare în partea de jos a fiecărei cani și legați capătul liber al coardei în jurul său (clema sau piesa este doar aici pentru a împiedica alunecarea șirului prin partea de jos a cupei).

Procedură
• Acordați o ceașcă partenerului de conversație și țineți-o singură.
• Mergeți încet, până când șirul se conectează cupele sunt drepte și strânse.
• Pune-ți ceașca peste ureche și cere-i partenerului tău să vorbească în ceașca lui (păstrează conversația relativ liniștită dacă stai aproape unul de altul, dar asigură-te că vorbești mai tare decât un șoaptă).
• Îl poți auzi pe partenerul tău vorbind?
• Acum încercați să vorbiți în ceașcă și cereți-i partenerului să asculte în ceașca lui. Vă poate auzi?
• Încercați să lăsați șirul să se relaxeze. Telefonul cu cupe și șiruri este încă eficient?
• Acum, menținându-vă vocea la același nivel și rămânând la aceeași distanță, încercați să vorbiți între ei fără a utiliza cupele. Poți să auzi și tu?
• Extra: Dacă ai mult spațiu, vezi cât de departe poți face să funcționeze telefonul cu cupă și șiruri.
• Extra: Dacă ai o a treia persoană în jur, roagă-i să se țină cu mâna de centrul șirului. Sunetul va continua totuși? De ce sau de ce nu?
• Extra: Dacă aveți la îndemână alte materiale (cum ar fi fire, linie de pescuit, șnur de nailon etc.), încercați-le. Cum modifică diferite materiale calitatea sunetului sau cât de mult va călători sunetul?

Citiți mai departe pentru observații, rezultate și mai multe resurse.

Observații și rezultate
Îți poți auzi partenerul folosind mai bine cupele și șirul strâns decât dacă ai vorbi între ei în același volum prin aer?

În această activitate, vocea ta a vibrat aerul din interiorul cupei, care la rândul său, a făcut să vibreze fundul cupei. Aceste vibrații au fost transferate în coardă și apoi în fundul cupei partenerului dvs., ceea ce a făcut ca aerul din interiorul cupei sale să vibreze și să devină un sunet detectabil. Când coarda se relaxează, vibrațiile se disipează mai ușor și se pierd (telefoanele fixe funcționează pe aceeași idee, dar ele transferă undele sonore într-un semnal electric, care poate călători și mai departe peste fire – iar telefoanele fixe nu trebuie păstrate întinse.)

Sunetul, cum ar fi vorbirea umană, se deplasează în valuri incredibil de mici – incredibil de repede (aproximativ 1.126 de picioare pe secundă), motiv pentru care nu l-ați putea vedea sau detecta o întârziere în timp ce traversa cupele și șirul.

Ați observat vreodată cum sună diferit lucrurile sub apă? Deoarece moleculele de apă sunt ambalate mai strâns decât cele din aer, undele sonore se mișcă mai ușor – mai repede și mai departe – sub apă. Balenele și alte animale marine care folosesc sunetul pentru a comunica sub apă profită de acest fapt. Oamenii de știință cred că balenele pot auziți-vă reciproc de la sute (și poate chiar mii) de kilometri distanță – fără măcar un telefon cu șir!

Distribuiți observațiile și rezultatele dvs. cu șir de telefon! Lăsați un comentariu mai jos sau împărtășiți fotografiile și feedback-ul dvs. despre Scientific American ” Pagina de Facebook.

Curățare
Desfaceți sau tăiați șirul de pe agrafe sau scobitori. Reciclați sau refolosiți materialele pe care le puteți.

Mai multe de explorat
„Ear Cells Actively Amplify Sound” de la Scientific American
„(Nu” T) Creșteți volumul: valuri sonore Silenți balenele ” Melodia „din Scientific American
Activități” Sound „din NASA Sci Files
Prezentare generală” Frecvență, lungime de undă și pitch „din Connexions
Sounds All Around de Wendy Pfeffer, în vârstă de 4-8 ani, Janice VanCleave” s Physics for Every Kid: 101 experimente ușoare în mișcare, căldură, lumină, mașini și sunet de Janice VanCleave, cu vârste cuprinse între 9-12 ani

Următorul …
Yeast Alive! Watch Yeast Live and Breathe

De ce veți avea nevoie
• Pachet proaspăt de drojdie de brutar (verificați data de expirare)
• Lingură de zahăr
• Sticlă de plastic transparentă cu o deschidere mică (cum ar fi o apă sticlă)
• Pâlnie
• Balon mic
• Apă caldă