Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 19 гостей.

Резонанс уравнение Бернулли
54. «Музыкальная» игрушка.
 Конструкция этой игрушки очень проста: всего-навсего кусок гофрированной пластиковой трубки вроде шланга от пылесоса, открытый с обоих концов. Если взять трубку за один конец и крутить над головой (рис.),


раздается музыкальный звук. Чем выше скорость вращения, тем выше тон; пе-реход от одной ноты к следующей происходит не плавно, а скачком. Если вооружить такими игрушками большую компанию, то звук получится устрашающий. В одной из английских постановок шекспировского «Сна в летнюю ночь» феи для пущего эффекта сопровождали такими звуками свое колдовство [1588]. Как образуется звук в этой игрушке и почему переход от тона к тону происходит скачкообразно? Быть может, вы захотите отмахнуться от этих вопросов, сославшись на тот раздел в учебнике, где говорится о резонансе в открытых трубах. Однако прежде вы должны понять, почему вообще возникает звук, почему его частота зависит от скорости вращения, и представить себе, как движется воздух в трубке. И лишь тогда вы можете ссылаться на учебник, в котором объясняется, почему создаются и усиливаются только определенные частоты внутри трубы. Влияет ли на частоту звука центробежная сила, действующая на трубку?

Ответ:
 Воздушный поток в трубке направлен от того ее конца, который держат в руке, к свободному концу. Такой поток возникает потому, что вследствие вращения трубки давление воздуха у вращающегося ее конца уменьшается, тогда как у другого оно равно атмосферному. Обтекая гофрированную поверхность трубки, воздух начинает вибрировать. Частота возникающих при этом колебаний зависит от расстояния между складками и скорости воздушного потока. Из некоторого набора возникших при данной скорости вращения колебаний в трубке выделяется и усиливается ее собственная резонансная частота, которой и определяется слышимый нами тон. Увеличивая скорость вращения, мы повышаем частоту колебаний, и в трубке выделяется бо-лее высокая гармоника.


Смотрите еще