Весенняя капель из карандаша, или Чем отличается скрипка от гитары
Для опыта нам потребуются: любой деревянный карандаш, булавка с головкой.
Существуют самые разнообразные музыкальные инструменты. Дудки, барабаны, гитары, рояли… Человек изобрел первые инструменты сотни тысяч лет назад, барабаня по пустым стволам деревьев и натягивая жилы животных на палки. Попробуем и мы сделать свой маленький музыкальный инструмент из булавки и карандаша! А заодно познакомимся с некоторыми интересными физическими законами.
На фотографии: карандаш с воткнутой под прямым углом булавкой – инструмент для создания звука капели.
Возьмем обычный карандаш и воткнем в него перпендикулярно (то есть под прямым углом) обычную булавку. Все!
Как теперь на этом инструменте играть? У нас получился специальный, супермузыкальный инструмент, который издает звук капли воды, падающей с высоты.
Возьмем карандаш за кончик и слегка стукнем, как бы соскользнем булавкой об угол любого твердого и массивного предмета, например об угол стола. На фотографии показано стрелками, что надо ударить легонько вниз и сдвинуть на себя. Если сразу не получится, посмотрите внимательно на фотографию еще раз: держать наш инструмент и ударять им о край стола нужно именно так, как там показано.
Стрелки показывают, что надо сверху мягко коснуться (слегка стукнуть) по острому краю твердого стола и потянуть при этом на себя карандаш.
Мы услышим мягкий, почти мяукающий звук падающей капли! В свое время на уроках мы «капали» таким инструментом, немножко, так сказать, безобразничали. Было очень смешно (многое смешно в третьем классе). Учительница удивлялась – вроде бы погода сухая, а где-то капает вода… Но лучше так не делать – я получил хороший нагоняй (когда был раскрыт) и от учительницы, и от родителей… И даже не скажешь, что наука требует жертв.
Между тем в этом простом инструменте скрываются очень интересные законы. Что представляет собой наш инструмент? Булавка – это просто металлический стержень, жестко закрепленный с одного конца. Если по нему ударить, как и в гитарной струне, в нем образуются колебания, которые передаются в воздух, и мы слышим их как звук. Но почему этот звук «мяукает», почему он изменяется по высоте?
Дело в том, что высота, тональность звука зависит от длины стержня (или струны). Так, гитаристы изменяют тональность звука, зажимая пальцами лады, прижимая струну к деревянному грифу. Струна становится то короче, то длиннее – и поэтому звук изменяет свое звучание. Кстати, специальные металлические «порожки» на гитарном грифе нужны как раз для того, чтобы струна прижималась всегда в строго определенном месте и давала звук точно отмеренной высоты. На скрипке, скажем, таких порожков нет, поэтому из скрипки можно извлечь звуки буквально любого тона, в этом принципиальное отличие скрипки от гитары.
Когда мы при ударе «скользим» булавкой по краю стола, этот край представляет собой как бы такой «порожек», или палец скрипача, зажимающий струну. Он «бежит» вдоль металлического стержня, при этом звучащая часть (между краем и свободным концом булавки) становится короче, тональность звука повышается – и мы слышим «мяуканье».
Видно, капля воды при падении тоже изменяет свою форму при ударе таким образом, что звук от удара повышается за короткое время, поэтому звук от булавки и капели похож.
