Fizyka LO Turek
Start
Nauczyciele
Nauczanie
Konkursy
Ciekawostki
Aktualności
Astronomia
Struktura materii
Doświadczenia domowe
Testy z fizyki
Spis treści i wyszukiwarka
Hosted by:
W kręgu fizyki LO Turek

Doświadczenia domowe - Fale i drgania mechaniczne, dźwięk

Doświadczenie 1
Przykłady ruchu drgającego
Materiały: jest ich dużo, łatwo można się zorientować jakie są potrzebne do poszczególnych przykładów więc ich nie wymieniamy
Przebieg doświadczenia: Na filmie przedstawiono przykłady ruchu drgającego: ciężarek zawieszony na nitce, wahadło zegara, gałązki na wietrze, człowiek na huśtawce, długi patyk oparty na okrągłej rolce, kulka w kulistym naczyniu, patyk obciążony z jednego końca kulką z plasteliny, zanurzony w wodzie, ciężarek na sprężynie, ciężarek między dwoma sprężynami, sznur zawieszony między dwoma krzesłami, struny gitary, plastikowa linijka unieruchomiona w imadle, słup zabarwionej wody w rurce w kształcie litery U, plastikowa butelka z wodą zawieszona na nitkach.
Wyjaśnienie: Ciało drgające zmienia swoje położenie cyklicznie czyli okresowo. Ruch drgający jest przykładem ruchu niejednostajnie zmiennego ponieważ na ciało działa zmieniająca się siła. Ruch drgający w którym siła rośnie wraz ze wzrostem wychylenia (jest wprost proporcjonalna do wychylenia) nazywamy ruchem harmonicznym a taki układ drgający oscylatorem harmonicznym. Przykłady demonstrowane w naszych eksperymentach można w przybliżeniu traktować jako ruch harmoniczny.
Autor: Szymon Bartczak i Katarzyna Kasprzak
Uwagi do wykonania: większość eksperymentów jest prosta do wykonania, trudność może sprawić znalezienie dwóch jednakowych sprężyn


Doświadczenie 2
Od czego zależy okres drgań ciężarka na nitce?
Materiały: drewniany kij, nitka, ciężarki o różnych masach (mogą to być nakrętki)
Przebieg doświadczenia: Dwa jednakowe ciężarki zawieszamy na nitkach o tych samych długościach przywiązanych do drewnianego kija. Jeden z ciężarków wychylamy bardziej a drugi mniej. Okres drgań obu ciężarków jest taki sam, więc nie zależy od amplitudy czyli największego wychylenia.
Na nitkach o tej samej długości zawieszamy ciężarki o różnych masach. Również w tym przypadku czas trwania jednego drgania jest taki sam, więc okres drgań wahadła nie zależy od masy ciężarka.
Dwa jednakowe ciężarki zawieszamy na nitkach o różnych długościach, przy czym długość pierwszej nitki jest cztery razy większa niż długość drugiej. Okres drgań pierwszego wahadła jest dwa razy większy od okresu drgań wahadła drugiego.
Wyjaśnienie: Według wyprowadzanego w szkole średniej wzoru okres drgań wahadła matematycznego czyli małego ciężarka na nitce, zależy od długości nitki i przyspieszenia grawitacyjnego, natomiast nie zależy od masy ciężarka i dla małych wychyleń od amplitudy (za małe wychylenia przyjmujemy gdy kąt odchylenia nitki jest mniejszy od około 10°). Dokładniej okres drgań jest wprost proporcjonalny do pierwiastka z długości wahadła, a odwrotnie proporcjonalny do pierwiastka z przyspieszenia grawitacyjnego (na Ziemi ziemskiego). Oznacza to, że jeśli długość wzrośnie cztery razy to okres jest dłuższy dwa razy, jeśli przyspieszenie wzrośnie cztery razy to okres zmaleje dwa razy.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: bardzo proste


Doświadczenie 3
Od czego zależy okres drgań ciężarka na sprężynie?
Materiały: nakrętki różnej wielkości, różne sprężyny, drewniany kij, haczyki wygięte ze stalowego drutu, nitka
Przebieg doświadczenia: Zawieszamy dwa jednakowe ciężarki na jednakowych sprężynach. Chociaż amplitudy drgań czyli największe wychylenia są różne to okresy drgań są takie same.
Na jednakowych sprężynach zawieszamy ciężarki o różnych masach. Okres drgań ciężarka o większej masie jest większy.
Bierzemy dwie sprężyny wykonane z tego samego materiału o różnych długościach, ale tych samych grubościach i zawieszamy takie same nakrętki. Dłuższy okres drgań ma układ drgający wykonany z dłuższej sprężyny.
Gdy zawiesimy takie same ciężarki na sprężynach o różnych grubościach to dłuższy okres ma wahadło zawieszone na sprężynie wykonanej z cieńszego drutu.
Wyjaśnienie: Okres drgań ciężarka na sprężynie nie zależy od amplitudy czyli największego wychylenia, zależy natomiast od masy ciężarka i rodzaju sprężyny czyli współczynnika sprężystość. Jeśli większa jest masa to dłuższy okres (cztery razy większa masa to okres dwa razy dłuższy), jeśli większy jest współczynnik sprężystości (twardsza sprężyna) to okres krótszy. Współczynnik sprężystości zależy natomiast od długości sprężyny (dłuższa sprężyna to mniejszy współczynnik), od grubości drutu (grubszy drut to większy współczynnik) i od rodzaju materiału co na filmie nie było sprawdzane.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: trudność może sprawić znalezienie odpowiednich sprężyn


Doświadczenie 4
Przemiana energii w ruchu drgającym
Materiały: nakrętka, nitka, drewniany kij, dwie identyczne sprężyny, tekturka
Przebieg doświadczenia: Zawieszamy ciężarek (może być to nakrętka) na nitce i wprawiamy w drgania.
Zawieszamy ciężarek między dwoma sprężynami, odchylamy go i puszczamy.
Obserwujemy drgania ciężarka zawieszonego na sprężynie.
Ponownie umieszczamy ciężarek między dwoma sprężynami ale zamocowujemy tekturkę.
Wyjaśnienie: Podczas drgań następuje przemiana energii mechanicznej. Energia potencjalna zamienia się na energię ruchu czyli kinetyczną i odwrotnie. Jeśli nie ma oporów ruchu to całkowita energia mechaniczna, będąca sumą energii potencjalnej i kinetycznej jest stała.
Ciężarek zawieszony na nitce: Gdy ciężarek jest najbardziej wychylony to posiada energię potencjalna ciężkości. Jeśli zmniejsza się wychylenie to energia potencjalna maleje, ale ciężarek szybciej się porusza czyli rośnie energia kinetyczna. Największa energia kinetyczna jest na środku czyli w położeniu równowagi. Następnie energia kinetyczna maleje a rośnie energia potencjalna, osiągając maksimum w amplitudzie czyli największym wychyleniu.
Ciężarek zawieszony między dwoma sprężynami: Jeśli ciężarek znajduje się najdalej od środka to posiada energię potencjalną sprężystości, która następnie zamienia się na energię kinetyczną gdy ciało jest na środku czyli w położeniu równowagi i znów ma energię potencjalną sprężystości.
Dla ciężarka zawieszonego na sprężynie sytuacja jest bardziej skomplikowana. Zmienia się tutaj zarówno energia potencjalna sprężystości jak i ciężkości. Energia kinetyczna zmienia się podobnie jak w poprzednich przykładach. Jeśli w drganiach ciężarka między dwoma sprężynami przymocujemy tekturkę to działają siły oporu powietrza, które tłumią drgania. Maleje wtedy amplituda czyli największe wychylenie, energia całkowita maleje i drgania zanikają. Jest to przykład drgań tłumionych lub inaczej gasnących.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: łatwe, mogą być trudności ze znalezieniem dwóch identycznych sprężyn


Doświadczenie 5
Rezonans mechaniczny ciężarków zawieszonych na nitce
Materiały: drewniany kij dość mocja nitka, dwa gwoździe, nakrętki
Przebieg doświadczenia: Do drewnianego kija wbijamy dwa gwoździe i przywiązujemy do nich grubą nitkę tak, aby nie była napięta. Do nitki przywiązujemy pięć nakrętek, czyli wahadeł zawieszonych na nitkach. Pobudzamy do drgań jedno z dwóch jednakowych wahadeł. Przekazuje ono drgania drugiemu o tej samej długości. Pozostałe wahadła prawie w ogóle nie wykonują drgań. Po pewnym czasie drugie wahadło przekazuje energię drgań pierwszemu i proces się powtarza.
Gdy pobudzimy do drgań duży ciężarek to przekazuje on drgania wahadłu o tej samej długości, chociaż jego masa jest mniejsza. Jednak tutaj cięższe ciało przekazuje tylko części swojej energii.
Jeśli wprawimy w drgania wahadło o innej częstotliwości drgań jak pozostałe, to przekazywanie drgań praktycznie nie występuje.
Wyjaśnienie: Zjawisko rezonansu mechanicznego polega na przekazywaniu energii drgań jednego ciała drgającego drugiemu o tym samym okresie drgań własnych, a więc również o identycznej częstotliwości. Jest to przykład drgań wymuszonych. Amplituda drgań wtedy rośnie do momentu zrównoważenia siły wymuszającej z siłami oporu lub niekiedy układ drgający ma tak duże drgania, że ulega zniszczeniu. Drugim warunkiem rezonansu jest istnienie więzów łączących drgające ciała, które mogą przenosić energię. W naszym doświadczeniu takim łącznikiem jest luźno zawieszona nitka, na której zawieszono wahadła. Jeśli wprawimy w drgania wahadło o innej częstotliwości drgań jak pozostałe, to przekazywanie drgań praktycznie nie występuje i rezonans nie zachodzi.
Zjawisko rezonansu ma dużo zastosowań i często występuje w przyrodzie. W ruchu huśtawki popychamy ją w takt, czyli o tej samej częstotliwości jak się huśta. Jeśli chcemy rozbujać dzwon kościelny czynimy podobnie. W autobusach czasami silnik może przekazać drgania na karoserię pojazdu i czujemy nieprzyjemne drgania. Przejeżdżający obok domu samochód ciężarowy może wprawić w drgania szyby lub różne przedmioty. W wyniku rezonansu może się zawalić most po przejściu kolumny pieszych krokiem równym, lub rytmicznych podmuchów wiatru(słynna katastrofa mostu wiszącego Tacoma).
Autor: Milena Cichocka
Uwagi do wykonania: dość proste, ale dla wytrwałych, nakrętki zawiązywaliśmy na jeden niezaciśnięty pęk i zmienialiśmy długość nitki do uzyskania takiego samego okresu drgań


Doświadczenie 6
Drgania wymuszone - rezonans mechaniczny
Materiały: huśtawka, cienka nitka, drewniana listewka, stół, imadło, duży ciężarek
Przebieg doświadczenia: Na huśtawce siedzi jedna osoba. Podajemy jej koniec cienkiej nitki i gwałtownie szarpiemy za drugi koniec. Nitka się zrywa, a osoba znajdująca się na huśtawce nie porusza się. Ponownie podajemy nitkę i powoli, delikatnie w takt pociągamy ją. Teraz huśtawka drga coraz bardziej.
Listewkę mocujemy do stołu za pomocą imadła. Na jej końcu zawieszamy odważnik. Przeciągamy pod listewką cienką nitkę i gwałtownie ją szarpiemy. Nitka się zrywa i następują słabe drgania. Ponownie przeciągamy nitkę i delikatnie w takt ją pociągamy. Drgania są na tyle silne, że listewka ulega złamaniu.
Wyjaśnienie: Gdy siła zewnętrzna działa na ciało drgające to następują drgania wymuszone. Najlepsze efekty wymuszania są gdy częstotliwość siły wymuszającej jest równa częstotliwości drgań własnych układu (drgania własne to drgania swobodne bez ingerencji z zewnątrz). Zachodzi wtedy zjawisko rezonansu mechanicznego. Siła wymuszająca może nie musi być duża, ale regularnie dostarczane porcje energii zwiększają amplitudę (największe wychylenie) drgań. Amplituda drgań wtedy rośnie do momentu zrównoważenia siły wymuszającej z siłami oporu lub tak jak w przypadku listewki z zawieszonym na końcu ciężarku, układ drgający ma tak dużą amplitudę, że ulega zniszczeniu.
Autor: Hanna Nykiel i Julia Nykiel
Uwagi do wykonania: pierwsza część łatwa ale należy umiejętnie pociągać nitką, w drugiej części trzeba postarać się o imadło i duży ciężarek (może to być duża butelka napełniona wodą), listewkę można kupić w markecie z materiałami budowlanymi


Doświadczenie 7
Gasnące świeczki - energia fali akustycznej
Materiały: głośnik podłączony do źródła dźwięku, stojące świeczki (jako świecznika można użyć styropianu), zapałki
Przebieg doświadczenia: Zapaloną świeczkę ustawiamy naprzeciwko basowej części głośnika. Włączamy muzykę zawierającą dźwięki basowe. Płomień świeczki odchyla się w rytm muzyki w kierunku przeciwnym do rozchodzącego się dźwięku. Gdy zwiększamy głośność to płomień świeczki odchyla się coraz bardziej i nawet może zgasnąć.
W drugiej części naprzeciwko głośnika ustawiamy dziewięć zapalonych świeczek w jednakowej odległości od siebie i zwiększamy stopniowo głośność (nasza kamera automatycznie dobiera głośność więc nie słychać narastającego natężenia dźwięku). Wtedy pięć świeczek gaśnie.
Wyjaśnienie: Rozchodzenie się dźwięku polega na przekazywaniu drgań jednych cząsteczek ośrodka następnym. W powietrzu jest to fala podłużna czyli drgania cząsteczek powierza są równoległe do kierunku rozchodzenia się. Fala akustyczna czyli dźwiękowa przenosi energię. Energia fali jest wprost proporcjonalna do kwadratu amplitudy czyli największego wychylenia. Kiedy zwiększamy głośność to cząsteczki drgają coraz silniej, a wraz z nimi płomień świeczki. Im dalej od źródła to mniej energii dociera i mniejsze są drgania cząsteczek.
Świeczki najlepiej reagują na dźwięki basowe ponieważ są one najniższe czyli mają najmniejszą częstotliwość więc świeczka może nadążyć za takimi drganiami.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: średnio łatwe


Doświadczenie 8
Fale w metalu
Materiały: trzy monety tej samej wielkości, klucz imbusowy do mebli, linijka, piłeczka pingpongowa zawieszona na nitce, statyw (może to być kij od szczotki położony z jednej strony na oparciu krzesła, a z drugiej na półce lub szafce)
Przebieg eksperymentu: Część I: Na stole kładziemy dwie jednakowe monety stykające się ze sobą. Jedną z nich dociskamy palcami do stołu. Trzecią monetę uderzamy linijką centralnie w przytrzymywaną monetę. Leżąca za nią moneta odskakuje. Część II: W rogu stołu przetrzymujemy klucz imbusowy do mebli, tak aby jego końce wystawały poza krawędź stołu. Do krótszego końca przystawiamy zawieszoną na nitce piłeczkę pingpongową. Jeśli uderzymy linijką w koniec dłuższej części to piłeczka odskakuje.
Wyjaśnienie: W metalu rozchodzą się fale podłużne. Po uderzeniu monety w pierwszym doświadczeniu i uderzeniu linijki w drugim, w metalu rozchodzi się fala przenosząca energię. Fala ta w części pierwszej wprawia w ruch trzecią monetę. W części drugiej fala rozchodzi się w kluczu imbusowym mimo zgięcia i energia fali przekazana zostaje piłeczce, w wyniku czego ona odskakuje.
Autor: Monika Cholajda
Uwagi do wykonania: łatwe, zwłaszcza pierwsza część


Doświadczenie 9
Telefon z plastikowych kubków
Materiały: dwa plastikowe kubki, sznur
Przebieg doświadczenia: Do dna dwóch plastikowych kubków przywiązujemy sznurek. Sznur napinamy i gdy pierwsza osoba mówi do jednego kubka, to druga osoba przystawiając ucho do drugiego kubka odbiera dźwięk silniejszy niż bez użycia "telefonu".
Na filmie rejestrował to mikrofon podłączony do komputera. Początkowo nagrywał on dźwięk bez użycia "telefonu", a następnie z użyciem naszego urządzenia, po przystawieniu go do drugiego kubka.
Wyjaśnienie: Pierwszy kubek pełni rolę mikrofonu. Fale dźwiękowe pobudzają do drgań plastikowy kubek. Dno kubka tak jak membrana w mikrofonie przekazuje drgania sznurowi. W sznurze rozchodzi się podłużna fala mechaniczna, drgania docierają do drugiego kubka i kubek drga o takiej samej częstotliwości jak źródło. Kubek ten wytwarza więc falę dźwiękową, która słyszy druga osoba.
Autor: Anita Wachowska i Dominik Szady
Uwagi do wykonania: łatwe


Doświadczenie 10
Fala stojąca na sznurze
Materiały: gruby bawełniany sznur przymocowany na sztywno np. do słupka
Przebieg doświadczenia: Jeden z końców sznura przywiązujemy do nieruchomej sztywnej przeszkody a drugi rytmicznie poruszamy wytwarzając fale liniowe. Po odbiciu przy odpowiedniej częstotliwości drgań w niektórych miejscach nie ma drgań, a w niektórych drgania są intensywne.
Wyjaśnienie: Gdy fala dochodzi do przeszkody to odbija się od ośrodka gęstszego czyli sztywniejszego i następuje zmiana fazy na przeciwną. Fala biegnąca nakłada się z falą odbitą (jest to interferencja fal). Jeśli sznur jest tak samo napięty i częstotliwość jest odpowiednia to w pewnych miejscach nakładają się grzbiety z dolinami i następuje wygaszenie (nie ma drgań). Takie punkty nazywamy węzłami. W pewnych miejscach spotykają się grzbiety z grzbietami i powstają fale wzmocnione - są to strzałki fali stojącej. Gdy przytrzymamy nieruchomo rękę stabilna fala stojąca utrzymuje się przez dłuższą chwilę. Najłatwiej uzyskać jedną strzałkę. Im więcej ma powstać strzałek częstotliwość ruchu ręki musi być odpowiednio większa. Matematycznie aby powstała fala stojąca to długość sznura musi być całkowitą wielokrotnością połówki długości rozchodzącej się fali. Takie fale stojące powstają na strunach gitary i innych instrumentów szarpanych.
Autorzy: Dominik Szady i Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: łatwe, ale aby uzyskać stabilną falę stojącą wymaga dużo ćwiczeń


Doświadczenie 11
Dźwięczny kieliszek
Materiały: kieliszek z cienkiego szkła, piłeczka pingpongowa zawieszona na nitce, statyw (może to być kij od szczotki położony z jednej strony na oparciu krzesła, a z drugiej na półce)
Przebieg doświadczenia: Nalewamy do kieliszka wody lub innej cieczy. Jedną ręką przytrzymujemy kieliszek tuż przy podstawce. Lekko zwilżonym palcem drugiej ręki ruchem okrężnym pocieramy brzeg kieliszka (z tą samą prędkością, zachowując ten sam docisk). Kieliszek wydaje silny dźwięk. Można zauważyć, że na powierzchni cieczy pojawiają się fale świadczące o drganiach jego ścianek. Gdy do kieliszka nalejemy więcej wody wysokość dźwięku czyli częstotliwość tonu podstawowego obniży się. Drgania można uwidocznić, przykładamy do brzegu kieliszka zawieszoną na nitce piłeczkę pingpongową (powinna ona przylegać do ścianki). Podczas pobudzania kieliszka do drgań piłeczka podskakuje.
Wyjaśnienie: Palec wprawia w drgania szkło kieliszka. Ulega ono "rozciąganiu" w jednym kierunku i jego "zgniataniu" w kierunku prostopadłym. Widać to po ruchu wody wewnątrz kieliszka. Na obwodzie kieliszków powstaje poprzeczna fala stojąca, które z kolei pobudza do drgań powietrze znajdujące się w środku (wnętrze kieliszka jest rezonatorem tak jak pudło w gitarze).
Okres drgań ciała drgającego (oscylatora harmonicznego) jest wprost proporcjonalna do pierwiastka z masy ciała drgającego. Czyli jeśli jest większa masa układu drgającego to okres drgań jest dłuższy, zatem mniejsza częstotliwość. Po dolaniu wody, "efektywna" masa ścianek kieliszka wzrasta, gdyż część energii drgań jest przekazywana cieczy i częstotliwość dźwięku maleje, a więc następuje obniżenie wysokości emitowanych dźwięków.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: łatwe, brzeg kieliszka należy pocierać zwilżonym palcem ruchem okrężnym, z tą samą prędkością, zachowując ten sam docisk, wymaga to odrobiny treningu


Doświadczenie 12
Rozmowa kieliszków - rezonans akustyczny
Materiały: kieliszek z cienkiego szkła, piłeczka pingpongowa zawieszona na nitce, statyw (może to być kij od szczotki położony z jednej strony na oparciu krzesła, a z drugiej na półce lub szafce)
Przebieg doświadczenia: Do dwóch jednakowych kieliszków nalewamy taką ilość wody by wysokości wydawanych dźwięków były takie same (można to sprawdzić ). Do drugiego kieliszka przykładamy zawieszoną na nitce piłeczkę pingpongową (powinna ona przylegać do ścianki). Gdy pobudzimy do drgań pierwszy kieliszek to przekazuje on drgania drugiemu i piłeczka podskakuje. Można wziąć dwa różne kieliszki i nalać takie ilości wody aby częstotliwość drgań była taka sama (sprawdzamy za pomocą aplikacji na komórce).
Wyjaśnienie: Palec wprawia w drgania szkło kieliszka. Na obwodzie kieliszków powstaje poprzeczna fala stojąca, która z kolei pobudza do drgań powietrze znajdujące się w środku (pudło rezonansowe). Fala dźwiękowa dochodzi do drugiego kieliszka i następuje rezonans akustyczny czyli przekazywanie drgań z jednego źródła dźwięku do drugiego o tych samych częstotliwościach. Dźwięk wytworzony w pierwszym kieliszku pobudza do drgań szkło drugiego kieliszka i przylegająca piłeczka pingpongowa podskakuje.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: łatwe, brzeg kieliszka należy pocierać zwilżonym palcem ruchem okrężnym, z tą samą prędkością, zachowując ten sam docisk, wymaga to odrobiny treningu


Doświadczenie 13
Rezonans akustyczny strun gitary
Materiały: nastrojona gitara
Przebieg doświadczenia: Na drugiej od góry strunie gitary zawieszamy papierek zwany konikiem. Gdy pobudzamy do drgań pierwszą od góry strunę, której częstotliwość dźwięku różni się, to papierek pozostaje niewzruszony. Jeśli naciśniemy palcem pierwszą strunę na odpowiednim progu tak, aby częstotliwość drgań tej struny była taka sama, to papierek wibruje i może spaść ze struny.
Przestawiamy konika i naciskamy palcem na odpowiedni próg jednej struny i obserwujemy wymuszenie drgań struny następnej.
Wyjaśnienie: Drgania swobodne ciała drgającego nazywamy drganiami własnymi. Częstotliwość takich drgań nazywamy częstotliwością drgań własnych. W przypadku drgającej struny zależy ona od długości struny (im krótsza struna tym większa częstotliwość czyli wyższy dźwięk), od siły naciągu (większy naciąg to dźwięk wyższy) oraz od grubości struny i rodzaju materiału. Drgająca struna pobudza do drgań cząsteczki powietrza i rozchodzi się fala dźwiękowa, zwana inaczej akustyczną.
Jeśli dwa źródła dźwięku mają taką samą częstotliwość drgań własnych i pobudzimy do drgań jedno z tych źródeł, to przekazuje ono te drgania drugiemu źródłu. Zjawisko to nazywamy rezonansem akustycznym. Jeśli gitara jest nastrojona to każda struna wydaje inny dźwięk i przekazywania drgań nie ma. Gdy skrócimy strunę naciskając ją palcem na odpowiednim progu to wydaje ona dźwięk o wysokości (częstotliwości drgań własnych) takiej samej jak sąsiednia struna, zachodzi wtedy rezonans i konik wibruje. Można to wykorzystać do strojenia gitary nie na słuch tylko na wzrok.
Autor: Michał Gąbka
Uwagi do wykonania: wymaga umiejętności strojenia gitary


Doświadczenie 14
Dźwiękowa fala stojąca
Materiały: niezbyt gruba rurka (np. rurka, w której sprzedaje się laskę wanilii), kawałek plastikowej rurki ze sklepu motoryzacyjnego, plastelina, woda
Przebieg doświadczenia: Do zamkniętej z jednego końca rurki nalewamy trochę wody. Gdy dmuchamy tuż przy otworze to słyszymy dźwięk. Im więcej nalejemy wody tym dźwięk wzmacniany przez rurkę jest wyższy. Zamiast szklanej rurki w eksperymencie można użyć plastikowego wężyka, zatykając jeden koniec plasteliną.
Wyjaśnienie: Podczas dmuchania wywołujemy falę akustyczną o dowolnych, różnych częstotliwościach, która odbija się od powierzchni wody w rurce ze zmianą fazy i nakłada się z falą biegnącą (podobnie jak w doświadczeniu 10). Powstaje więc dźwiękowa fala stojąca. Przy powierzchni wody tworzy się węzeł fali stojącej, a w okolicach wylotu strzałka. Wzmacniane są tylko takie fale, dla których wysokość słupa wody mieści wielokrotność połówki długości fali i dodatkowo jedną czwarta długości (jest to odstęp między węzłem a strzałką fali stojącej). Jeśli wlejemy więcej wody to wysokość słupa powietrza się skróci i długość fali musi być wtedy mniejsza, a więc częstotliwość rośnie i słyszymy wyższy dźwięk. Rodzaj materiału rurki jak widać nie ma specjalnego znaczenia dla wysokości dźwięku (rodzaj materiału ma natomiast wpływ na brzmienie czyli barwę dźwięku). Takie fale stojące powstają w piszczałkach organowych i instrumentach muzycznych.
Autor: Michał Gąbka
Uwagi do wykonania: łatwe ale należy odpowiednio dmuchać


Doświadczenie 15
Zjawisko Dopplera w ruchu obrotowym komórki
Materiały: komórka z nagranym sygnałem o stałej częstotliwości, sznurek lub gruba nitka
Przebieg doświadczenia: Do telefonu komórkowego nagrywamy z komputera sygnał dźwiękowy o stałej częstotliwości. Komórkę zawiązujemy na sznurku i wprawiamy ją w ruch obrotowy, tak aby na przemian się zbliżała i oddalała. Oprócz zmian głośności dźwięku słychać zmiany jego wysokości czyli częstotliwości fali dźwiękowej.
Wyjaśnienie: Jeśli źródło dźwięku zbliża się do obserwatora to słyszymy dźwięk wyższy czyli o większej częstotliwości niż gdyby źródło stało w miejscu, a gdy się oddala to niższy czyli o mniejszej częstotliwości. Takie zjawisko nazywamy zjawiskiem lub efektem Dopplera.
zjawisko Dopplera Gdy źródło dźwięku znajduje się w okolicach punktu A, to zbliża się do obserwatora i słychać dźwięk wyższy. Jeśli znajduje się w punkcie C, to oddala się od obserwatora i słyszymy dźwięk niższy. W punktach B i C komórka praktycznie nie zmienia swojego położenia względem obserwatora i słyszymy dźwięk o takiej częstotliwości jak podczas spoczynku.
Autor: Szymon Bartczak
Uwagi do wykonania: łatwe, należy zwrócić na przymocowanie telefonu i wytrzymałość nitki


Na podstronie "Doświadczenia domowe", prezentującej cały projekt, znajduje się jeszcze jeden eksperyment dotyczący fal dźwiękowych.
Cztery utwory zagrane na nastrojonych kieliszkach
W dziale "Elektromagnetyzm" znajduje się eksperyment prezentujący drgania tłumione.
Drgania tłumione spowodowane przez prądy wirowe


Wykonanie filmów w poszczególnych doświadczeniach (w nawiasach podane są numery doświadczeń)
Filmowanie: Sz. Bartczak (7, 8, 10, 11, 12, 14, 15), A. Bartczak (1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 13)
Lektor: J. Jastrzębski (3, 7, 8, 10), Sz. Bartczak (1, 2, 5, 7, 9, 11, 12, 14, 15), H. Nykiel (6), M. Gąbka (13)
Montaż: K. Mozio (8), Sz. Bartczak (10, 11, 12, 15), A. Bartczak (1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 13, 14)