Лаборатория открытий. Проект "Самодельный телефон"

 В Лаборатории открытий стартует новый увлекательный проект, который вновь перенесёт нас в мир звуков и физических экспериментов! На этот раз мы попробуем создать собственный телефон из подручных материалов, а заодно узнаем, какие материалы лучше всего проводят звук. 

Начинаем с повторения основ: как звук распространяется в воздухе и твердых телах. Мы вспоминаем, что звук возникает благодаря вибрации, а в твердых телах он передается быстрее, чем в воздухе. Для наглядности используем метод «маленьких человечков»: в твердых телах «человечки» (молекулы) стоят близко друг к другу и легко передают колебания, а в воздухе расстояние между ними больше, поэтому звук распространяется медленнее.

После теоретической части мы переходим к практике.

Опыт "Поющие ложки"

Когда мы говорим о звуке, чаще всего представляем себе музыкальные инструменты или голос человека. Но задумывались ли вы, могут ли обычные предметы, например ложки, «петь»? Этот вопрос стал отправной точкой для нашего увлекательного опыта.

На первый взгляд, ложка — это просто кусок металла, который мы используем в быту. Но что, если мы попробуем «разбудить» в ней звук? Может ли она стать источником музыки?

Некоторые дети посещают школу искусств и знают, что там есть занятия ложкарей, где ребята осваивают виртуозную игру на ложках. Но наша задача заставить ложки не играть, а именно петь. Решили провести эксперимент, который покажет, как звук может передаваться через твердые тела.

Для эксперимента нам понадобятся:

- металлические ложки;

- толстая нитка длиной около 1 метра.

Ход эксперимента

Веревку привязываем ровно посередине ложки, чтобы она могла свободно раскачиваться.

Один участник эксперимента держит концы верёвки в руках, а второй стучит ложкой по висящей ложке. Звук передается через воздух, и его громкость можно оценить.

Теперь первый участник прижимает концы веревки к своим ушам, а второй снова стучит по висящей ложке. Звук передается через веревку, и его громкость заметно увеличивается.

Участники меняются ролями, чтобы каждый мог услышать разницу между звуком, передаваемым через воздух и через веревку.

Что происходит?

Когда звук передается через веревку, он становится гораздо громче. Это происходит потому, что веревка — это твердое тело, и колебания от удара ложки быстро передаются по ней. В воздухе звук распространяется медленнее и теряет часть энергии, поэтому кажется тише.

Почему ложки «поют»?

Ложки действительно могут «петь»! Когда по ним стучат, они начинают вибрировать, создавая звуковые волны. Эти волны передаются через веревку прямо к нашим ушам, и мы слышим «пение» ложек.

Этот опыт наглядно показывает, как звук может передаваться через твердые тела. Ложки, которые кажутся обычными предметами, превращаются в источник звука, стоит только создать условия для их вибрации.

Теперь, когда мы знаем, как заставить ложки «петь», можно перейти к следующему этапу — созданию самодельного телефона, который использует тот же принцип передачи звука.

На столе перед ребятами лежали бумажные стаканчики, скрепки, толстая нитка, леска и проволока. Возник вопрос: можно ли из этих простых вещей сделать устройство, которое передаст звук на расстояние?

Мы начали с мозгового штурма. Участники выдвигали гипотезы: кто-то предположил, что толстая нить подойдет лучше всего, ведь она плотная и должна хорошо проводить звук. Другие делали ставку на леску — она тонкая и упругая, а значит, идеально подойдет для передачи вибраций. Высказывали предположение, что проволока — жёсткая и, вероятно, отлично проводит звук.

Каждая пара выбрала свой материал и приступила к созданию телефона. В дне стаканчиков мы сделали отверстия, продели через них нить, леску или проволоку и закрепили их скрепками, чтобы они не выскальзывали. 

Когда конструкции были готовы, мы перешли к тестированию. Один участник говорил в стаканчик, а другой прикладывал свой к уху. Главное условие — материал должен быть хорошо натянут между стаканчиками. 

Саша и Злата, работающие с нитью, заметили, что звук передаётся, но он был немного тихим

Пара с леской  (Лина и Аня)  услышала чёткий и громкий звук — их телефон работал отлично! 

А вот мы с Соней столкнулись с небольшими сложностями с проволокой: звук был слышен, но сама проволока оказалась слишком непослушной, и её было трудно натянуть как следует, она всё время так и норовила смотаться в клубок. Возможно, нам необходимо было выбрать проволоку потолще. 

 

После испытаний мы обсудили результаты. Леска стала явным фаворитом сегодняшнего дня — она упругая и отлично передаёт вибрации. Проволока тоже справилась, но  была неудобной в использовании. Нить передавала звук, но теряла часть энергии из-за своей мягкости.

Когда ребенок говорит что-то в бумажный стаканчик, то производимые голосовыми  связками  звуковые  волны  ударяются  о  дно  стаканчика, заставляя  его  вибрировать.  Эти  колебания  передаются  верёвке. Согласно  принципа  «домино»,  от  молекулы  к  молекуле  колебания передаются по нитке к стаканчику на другом конце. Вибрации нитки передаются дну стаканчика, а от него – по воздуху внутри стаканчика. Воздух  ударяет  по  барабанной  перепонке  в  ухе  слушающего,  и  он слышит звук. 

 Металлическая  проволока  будет  проводить  звук  лучше,  так  как плотность  металла  больше  плотности  верёвки  (в  металле  человечков очень  много,  они  держатся  за  руки  и  стоят  ближе  друг  к  другу,  в верёвке человечки стоят свободнее). 

С  помощью  самодельного  телефона  невозможно  переговариваться  на больших  расстояниях,  так  как  звуковые  колебания,  которые распространяются по веревке, постепенно ослабевают и «затухают». 

Этот опыт показал, что даже из простых материалов можно создать устройство, которое передаёт звук. А вы бы смогли сделать такой телефон? Попробуйте — это проще, чем кажется! 
Важно! Чтобы телефон работал, нить должна быть натянута. При этом она не должна касаться никаких предметов, в том числе и ваших пальцев, когда вы держите стакан.