יום ראשון, 15 במרץ 2009

האם ניתן לשבור כוס באמצעות שירה?



לכל כלי יש צליל מיוחד שאותו שומעים כשמקישים עליו. הצליל הזה נקרא התדירות הטבעית של הכלי (natural frequency). הוא נקבע על ידי מבנה הכלי ועל ידי הרכב החומרים שלו. התדר הזה (תדר הוא בעצם גובה הצליל) נקרא גם תדר התהודה (resonance) ויש לו תכונה מיוחדת - אם משמיעים אותו בעצמה נמוכה יחסית בקרבת הכלי, הכלי מתחיל להתנדנד בעצמה חזקה.

גלי קול שמתפשטים באוויר הם בעצם תנודות של האוויר. מקור גלי הקול גורם לאוויר לנוע במהירות קדימה ואחורה למרחק קטן מאוד, וכך נוצרים שינויים מהירים בלחץ האוויר. אותם שינויים בלחץ האוויר שפוגעים בכלי מרעידים אותו. תדרים מסוימים, תדר התהודה והכפולות שלו, גורמים להיווצרות של גלים עומדים בכלי - אזורים מסוימים בכלי רועדים בעצמה גבוהה ואילו אזורים אחרים כלל לא זזים. אם מדובר בכוס זכוכית דקה, שירה בתדר התהודה יכולה בהחלט לגרום לתנודות חזקות מספיק כך שהכוס תישבר.

על מנת לזהות את תדר התהודה של הכוס, כל מה שצריך זה להקיש על הזכוכית ולשיר בצורה יציבה בתדר הנכון עד שהכוס נשברת. מי שאין לו שמיעה מוזיקלית ויכולת שירה, כלומר קול חזק ויכולת לזהות צליל ולשמור על תדר קבוע, יתקשה לעשות זאת. אגב, הקשית מסייעת לזמר לראות אם הוא שר בתדר הנכון - היא זזה וקופצת כשהתדר הוא תדר התהודה.

אני לא ממליץ לנסות בבית, אבל אם בכל זאת החלטתם ללכת על זה, אז כמה עצות:
  1. קנו כוסות יין זולות, כאלו שאין בהן עופרת.
  2. אם זה לא הולך, חתך קטן בכוס עם סכין חדה מאוד יכול לעזור לשבר להתפתח.
  3. תיבת תהודה (קופסה חלולה מעץ בסגנון תיבת התהודה של גיטרה) מאחורי הכוס יכולה להגביר תדרים מסוימים.
  4. הרכיבו משקפיים או עמדו מאחורי מחסה - זה יכול להיות די מסוכן.
  5. יותר בטוח לעשות את הניסוי עם מחולל תדרים.

5 תגובות:

אנונימי אמר/ה...

האם ניתן לצלם את הרעידות במצלמת וידאו ביתית?

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

יש צורך במצלמה מהירה יותר. מצלמת וידאו ביתית מצלמת 25 תמונות בשנייה, אבל כאן מדובר בתנודות בקצב של בערך 600 בשנייה (מתאים לתדר של 600 הרץ). לכן מצלמה ביתית לא תקלוט את התנודות.

shira אמר/ה...

בס"ד

היי,

אני מתחילה בשבועות אלה דוקטורט במכון וייצמן במחלקה למדעי המוח בתחום הראייה.
יש לי רעיון שקשור בגלים, ואני חייבת עזרה ממשהו שמבין בפיזיקה של הגלים כדי להצליח לגבש רעיון לניסוי.
כרגע, כל עוד הרעיון שלי לא נתמך ע"י המנחים שלי אני יכולה להרשות לעצמי רק עזרה לא רשמית.
בא לך לעזור?
shira.ozana@gmail.com

אריה מלמד-כץ אמר/ה...

שלום שירה. אין לי הרבה זמן פנוי, אבל אם יש לך שאלה ספציפית אשמח לענות במייל.
בהצלחה בדוקטורט!

אנונימי אמר/ה...

יש לנו קצת קושי להירשם ב-RSS, ובכל מקרה יש לי ספר מסומן זה אתר נהדר, הוא די שימושי בתוספת מלאים ידיעות.