Aggiunta di vibrazioni. Esperienza fisica divertente a casa

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È possibile aggiungere vibrazioni. Se sono diretti in una direzione, si ottengono oscillazioni, il cui intervallo è uguale alla somma degli intervalli dei termini delle oscillazioni. Se le direzioni delle oscillazioni della stessa grandezza sono opposte, le oscillazioni vengono sottratte l'una dall'altra e si fermano. (Dopotutto, se sottrai uno da uno, ottieni zero.) Un esperimento con il suono viene messo su un dispositivo speciale. Come risultato della sottrazione di una vibrazione sonora da un'altra, esattamente la stessa, il suono scompare e non si sente nulla.

Aggiungeremo due oscillazioni reciprocamente perpendicolari, comunicandole ad un pendolo. Vediamo cosa succede a seguito di questa aggiunta.

Appendi il pendolo in un luogo dove nulla interferisca con le sue oscillazioni (ad esempio, una porta). Inclinalo verso destra e spingilo in avanti prima di rilasciarlo. Il pendolo ha ricevuto due direzioni di movimento contemporaneamente: deve oscillare da destra a sinistra e contemporaneamente avanti e indietro, poiché l'hai spinto in quel modo. Le direzioni di oscillazione sono perpendicolari tra loro, si sommano e il pendolo ora descrive ellissi o addirittura cerchi.

Aggiunta di vibrazioni

Un altro esperimento sull'aggiunta di vibrazioni perpendicolari tra loro può essere fatto in questo modo.

Prendi un raggio di bicicletta (puoi usare un pezzo dritto di acciaio o filo di rame di circa lo stesso spessore e lunghezza), tieni saldamente la sua estremità (se è un raggio, allora l'estremità con una piccola curva) in una morsa o tra due blocchi di legno. L'ago deve essere in posizione verticale. Sull'estremità libera del raggio, metti un pezzo di tubo di gomma con una (mezza) sfera d'acciaio lucida da un cuscinetto a sfere inserita al suo interno. Se il diametro interno del tubo è maggiore dello spessore del raggio, avvolgere del nastro isolante attorno all'estremità del raggio.

Aggiunta di vibrazioni

Osserveremo l'esperienza dall'alto, assicurandoci che la palla sul raggio sia ben illuminata in modo che abbia un bagliore luminoso.

Se inclini leggermente l'ago e lo lasci andare, inizierà a oscillare, l'evidenziazione sulla palla descriverà delle ellissi. Perché ellissi e non una linea retta? Il fatto è che deviando e rilasciando il raggio, tu, senza accorgertene tu stesso, gli hai detto due direzioni di oscillazione contemporaneamente. Ma ora esercitati in modo che l'evidenziazione della palla disegna solo una breve linea retta quando l'ago viene rilasciato. La cosa principale quando si rilascia il ferro da calza è cercare di mantenere la mano completamente calma, non tremante e le dita si aprono rapidamente.

Quando ottieni l'evidenziazione della palla sul raggio per tracciare una linea corta e dritta, colpisci il raggio, attraverso la sua oscillazione, con un bastoncino di legno. La palla inizierà immediatamente a descrivere le ellissi. Questo è il risultato dell'aggiunta di due vibrazioni perpendicolari. Non lasciarti trasportare dalla grande apertura del ferro da calza, è abbastanza se la sua apertura è di due o tre centimetri. Se a casa non ci sono ferri da calza per biciclette, puoi prendere un ferro da calza lungo.

Quando si aggiungono vibrazioni di frequenze diverse, come ha fatto il fisico francese Lissajous, non otteniamo ellissi, ma figure belle e intricate. Tu stesso puoi facilmente riprodurre esperimenti con le figure di Lissajous. Ecco come si fa, per esempio. Incolla un cono di cartone con un piccolo foro (da uno a due millimetri) nella parte superiore. Appendi il cono con due corde sulla porta (cono verso il basso, ovviamente). Ora fissa entrambi i fili (ad esempio, con una molletta, una molletta a coccodrillo, ecc.) In un punto, diciamo, a cinque centimetri dal cono. Devi stendere un giornale sul pavimento e metterci sopra un pezzo di carta di colore scuro, preferibilmente vellutato.

Ora devi portare il pendolo un po 'verso te stesso e verso destra e versare i coni di semolino nell'imbuto. Lasciando andare il pendolo, potremo osservare le figure di Lissajous risultanti dalle sue oscillazioni. Cambiando la posizione della pinza del filo, puoi ottenere forme diverse.

L'esperienza con le figure di Lissajous è molto bella se, invece di un imbuto, leghi una pila tascabile con una lampadina accesa all'estremità del filo e spegni la luce nell'appartamento.

Autore: Rabiza F.V.

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