Hoje, juntamente com o autor do canal do YouTube AlexGyver, realizaremos um experimento espetacular e perigoso muito interessante que ajudará a ver o som e até sentir seu calor.
Se lhe perguntarem o que é som, o que você responderá? Provavelmente, o som é uma onda, mas que onda, como você imagina? Abaixo está uma representação esquemática da forma de onda, mas certamente não sai dos alto-falantes dessa forma.
E aqui está a imagem clássica do som vindo do alto-falante:
Já muito mais perto da verdade, mas o som é ouvido atrás do alto-falante, por isso é mais correto desenhar assim:
Lembre-se dos círculos na água, eles também saem da fonte e aumentam de tamanho, apenas os círculos na água, se você olhar de lado, parecem a mesma onda, porque a onda na água é uma onda transversal ou uma onda de deslocamento. As moléculas de água são deslocadas uma em relação à outra.
Mas a onda no ar é uma onda longitudinal ou uma onda de compressão-tração, e se propaga ao longo do raio, ou seja, as áreas de compressão e rarefação do ar têm a forma de uma esfera.
Como ver uma onda no ar? É quase impossível fazer isso a olho nu. Um exemplo impressionante é a onda de choque de uma explosão.
Se a explosão for suficientemente poderosa, você poderá ver uma onda esférica sobre o ar comprimido. O ar é tão denso que causa uma destruição não ácida. Mas, ao mesmo tempo, o som pode ficar preso, por exemplo, na forma de um tubo no qual deixará de ser uma esfera e obterá essas mesmas camadas de tensão e compressão.
Além disso, nessa armadilha, o som será refletido na parede traseira e a chamada onda estacionária aparecerá, e obteremos uma distribuição constante da pressão do ar dentro do tubo ao longo do tempo. E hoje vamos observar essa onda de compressão-tensão em um experimento interessante, conduzido pela primeira vez por Heinrich Rubens em 1904. Em homenagem a ele, os experimentos foram chamados de tubo de Rubens.
Para começar, faremos uma pequena instalação a partir de um pequeno tubo.Um tubo de alumínio com um diâmetro de 12 mm e um comprimento de cerca de 40 cm é adequado para este fim.
Precisamos fazer furos no tubo com um diâmetro de cerca de 1 mm cada, a uma pequena distância um do outro, digamos 1 cm. Marcamos os locais dos futuros orifícios com uma régua, marcador e broca.
Em seguida, precisamos de um queimador de gás, de preferência este:
Este queimador é do tipo injeção. O gás se mistura com o ar antes de acender e queimar, como se costuma dizer com uma chama azul. Mas precisamos de gás limpo, então selamos os orifícios de ar com fita adesiva. Embora aqui o bocal inteiro seja removido, é ainda mais fácil.
E conserte novamente a fita isolante. O tubo vai esquentar, mas não muito. Preste atenção ao cilindro. Este é um cilindro para queimadores com pinça de pinça, o recorte na parte superior deve ser girado para cima o máximo possível, caso contrário o queimador cuspirá gás líquido e haverá muito fogo.
A fonte das ondas sonoras será um smartphone chinês com a aplicação de um gerador de frequência sonora (pode ser encontrado no google market por nome).
Fixamos o smartphone com o alto-falante na segunda extremidade do tubo, a plasticina ajudará a fazer isso hermeticamente. Precisamos que a dinâmica da membrana do smartphone esteja conectada ao máximo no ar do aparelho. O autor não recomenda enfaticamente a realização desse experimento em casa ou sem a supervisão de um adulto com um extintor de incêndio; o gás não é o brinquedo mais seguro.
E nós temos 3 parâmetros que podem ser configurados. São eles: fluxo de gás, volume e frequência do som. A essência do experimento é que, em certas frequências, uma onda estacionária surge no tubo e a pressão do gás é diferente em diferentes partes dessa onda, e em algum lugar há mais fogo e menos. E o mais interessante é que a distância entre os picos corresponde ao comprimento da onda sonora, é aqui que está todo o sal. E então o autor percebeu que o barro começou a derreter.
Usaremos um termoplástico especial que amolece a água quente e, em seguida, você pode esculpir dele, por exemplo, um adaptador de um cano para um smartphone. Isso não é impressão 3D para você - é arte.
Agora vamos calcular, a frequência do som é quase 2900 Hz, a velocidade do som no propano-butano é quase a mesma que no ar, respectivamente, de acordo com a fórmula da escola, obtemos um comprimento de onda de 12 cm.
Nós olhamos para o cano. Entre as luzes, temos um centímetro, o comprimento de onda é considerado através do pico, 12 é. A propósito, esse experimento nos permite resolver o problema inverso, ou seja, encontrar a velocidade do som em um tubo em uma frequência conhecida. Além disso, o experimento é muito visual, mas acabou não sendo muito espetacular, não havia fogo o suficiente. Vamos ampliar o experimento e fazer mais fogo. Para fazer isso, pegue um cano de metro com diâmetro de 40 mm, estará quente.O plano é o mesmo, vamos fazer furos, mas desta vez com 1,5 mm de diâmetro. Começaremos o gás através de um tubo de silicone (como 6 mm), vendido em uma loja de encanamentos. Vamos colocá-lo em parte do frasco de vitaminas. E é só colocar no queimador.
Conectamos o alto-falante através da parte superior da garrafa de plástico.
Em geral, isso funciona - assim:
Forma de onda muito suave e bonita, a instalação funciona perfeitamente, mas o fluxo de gás claramente não é suficiente, apenas não torça a alça. O problema está no bico, ele precisa ser desaparafusado do queimador, pois passa muito pouco gás por ele.
Aqui está. Mas, para o músico, o autor não tinha potência suficiente para o alto-falante, então passamos para um alto-falante maior e uma garrafa grande e, é claro, instalaremos um amplificador chinês para fazer tudo funcionar.
Um alto-falante com um difusor grande pode mover volumes muito maiores de ar, o que significa que a reação ao som será muito mais nítida. E essa instalação deve puxar a música, a propósito, parece uma lanterna de jardim.
A propósito, ao contrário de um queimador, o gás que queima livremente fuma muito, o que é outro motivo para não repetir esse experimento em casa. Você pode assistir ao vídeo original do autor:
Só isso. Obrigado pela atenção. Até breve!