Здравствуйте, уважаемые любители науки и техники!
Наверное, вы не раз видели в фильмах или мультфильмах, как герои разговаривали между собой на расстоянии при помощи конструкции из бумажных стаканчиков и натянутой между ними веревки? Давайте проверим работоспособность такого телефона, а заодно и объясним результаты с научной точки зрения.
Прежде чем , немного подкрепим себя знаниями. Это будет полезным и для того, чтобы сделать действительно работоспособную конструкцию, ну и для общего развития, так сказать, будет вовсе не лишним.
Для того чтобы понять, будет ли работать телефон из стаканчиков давайте сначала разберемся с тем, что такое звук и как он распространяется в пространстве.
Согласно энциклопедической справке, звук представляет собой волнообразно распространяющиеся колебания частиц упругой среды. Уже из этого определения мы можем сделать несколько важных для нас выводов.
Во-первых, для распространения звука нам необходимо наличие среды упругих частиц. Так, например, в вакууме частицы отсутствуют, и, значит, звук в нем распространяться не сможет. Не сможет звуковая волна распространяться и в пластичной среде. Упругостью обладают как газообразные среды (например, воздух – поэтому мы и можем слышать звуки), так и жидкие (например, вода), и твердые (например, металл).
Во-вторых, частицы среды при распространении звука приходят в движение, начинают колебаться относительно точки равновесия. При этом в момент смещения частицы образуются области повышенного и пониженного давления. Частица как бы начинает давить на своих соседей.
В-третьих, распространение звука имеет волнообразный характер – частицы среды давят на своих соседей, те в свою очередь на своих и т.д. Такое распространение носит не бесконечный характер. Давление частиц постепенно снижается, звуковая волна затухает.
Все это легко понять, если представить толпу людей. Если в этой толпе толкнуть одного человека, то он невольно толкнет другого, но потом восстановит равновесие и останется на своем месте. Второй человек толкнет третьего, но уже чуть слабее. Так эти толчки и будут переходить от одного человека к другому, постепенно затихая, и дойдут до последнего человека, если не затихнут раньше.
Всего вышесказанного нам вполне достаточно, чтобы приступить к изготовлению телефона из стаканчиков.
Для этого нам понадобятся:
- Упругая среда. В качестве нее у нас будет выступать веревка, 20-30 метров. Больше брать не стоит, слишком большое будет затухание звуковой волны. При этом веревка должна быть не растягивающаяся.
- Пластиковые или бумажные стаканчики – 2 штуки. Желательно взять стаканчики побольше, тогда можно будет надеяться на вполне качественную передачу звука.
- Спички, скрепки, зубочистки ну или что-то в этом роде для фиксации веревки. Можно обойтись и без этого пункта.
Проделываем в центре дна стакана небольшое отверстие.
Вставляем в это отверстие веревку.
На конце веревки можно завязать толстый узел, а можно привязать спичку или скрепку. Второй способ будет надежнее, т.к. при натяжении веревки узел может проскочить в отверстие.
Внутри стакана это выглядит так:
Эту же самую операцию проделываем и с другим концом веревки.
Телефон готов!
Во время полевых испытаний следите за тем, чтобы нить была хорошо натянута и не касалась никаких препятствий, иначе звуковая волна будет затухать раньше, чем достигнет другого абонента.
Как это работает.
В этой конструкции стаканчик выполняет роль и микрофона, и телефонной трубки. Когда один абонент говорит в «трубку», звуковая волна вызывает упругие колебания воздуха, которые передаются стенкам и дну стакана. Эти колебания, в свою очередь, передаются веревке. Попадая на другую сторону веревки, звуковая волна заставляет колебаться дно и стенки другого стакана. Эти колебания передаются воздушной среде и воспринимаются ухом второго абонента.
Вот так мы с вами доказали работоспособность телефона из стаканчиков, а заодно и изучили такое физическое явление, как распространение звука в упругих средах. Удачи вам в испытаниях. О ваших достижениях буду рад услышать в комментариях к статье.
ТЕЛЕФОН ИЗ СПИЧЕЧНОГО КОРОБКА
Из двух спичечных коробков или пластиковых стаканчиков из-под йогурта можно сделать телефон. Правда, он будет работать не так хорошо, как настоящий. По нему не удастся поговорить с соседним городом или даже с соседним домом. Но из комнаты в комнату слышно будет очень хорошо.
А самое главное - этот телефон ты сделаешь своими руками. Весь, до последнего… чуть было не сказал винтика. Винтиков в нашем телефоне не будет. Тогда, может быть, до последнего гвоздика? Гвоздиков тоже не будет. До последнего провода?
Но в нашем телефоне не будет и проводов. Кроме коробочек, в нем будут только две спички да длинный шнурок.
Из спичечных коробков (или стаканчиков сделай две трубки. Способ изготовления очень простой. Коробок (или стаканчик) высуши. В середине дна коробочки проколи отверстия толстой иглой. Трубки готовы!
Самая главная часть нашего телефона - шнурок. По нему будет передаваться звук. Лучший шнурок - леска. Хорошо подойдут шелковая нитка для вышивания, суровая нитка. Хуже всего передают звук обыкновенная швейная нитка и шпагат из бумаги.
Шнурок нужен длиной 10-15 м. Можно, конечно, сделать его и короче, но тогда будет не так интересно. Если он будет коротким, то трудно будет разобрать, слышишь ли ты голос своего товарища по телефону или просто так.
Концы шнурка протяни в отверстия в трубках и каждый завяжи за середину спички. На рисунке хорошо видно, как это сделать.
Возьми одну из трубок, другую дай товарищу. Разойдитесь на полную длину шнурка, чтобы он туго натянулся. Шнурок должен висеть в воздухе свободно, ни к чему не прикасаясь.
Один из вас пусть приставит свою трубку к уху, Другой, поднеся трубку ко рту, должен сказать: «Внимание! Даю пробу! Раз, два, три, четыре, пять…»
Можно, конечно, сказать и любые другие слова. Например: «У меня зазвонил телефон. Кто говорит? Слон!» Но настоящие телефонисты почему-то всегда говорят «даю пробу» и потом считают. Если все сделано правильно и шнурок достаточно натянут, то в телефон будет хорошо слышно, и вы сможете вести длинные разговоры.
КАК РАБОТАЕТ ЭТОТ ТЕЛЕФОН
В самом деле, как передается звук в нашем телефоне?
Ты можешь это выяснить, когда с веревки во дворе снимут белье. Отвяжи веревку с одного конца и натяни ее не слишком туго. Ребром ладони ударь по веревке. А теперь смотри! От твоего удара образовалась словно впадина. И эта впадина не исчезла, когда ты отнял руку. Нет, она побежала по веревке, все дальше и дальше, до самого столба. Добежала…
Исчезла?
Нет! Превратилась в горб, и теперь уже горб бежит от столба к твоей руке!
Можешь и наоборот сделать.
Ударь по веревке снизу. Тогда на ней образуется горб и убежит к столбу, а обратно вернется впадина. Так веревка передает колебания. Сама она остается на месте, не уходит ни к столбу, ни от столба. А волна бежит!
Звук - это тоже колебания. Воткни в дощечку перышко или лезвие от безопасной бритвы. Дерни за конец. Дрын-н! Запело!
А видишь, как оно колеблется?
Конечно, каждое отдельное колебание здесь не разглядишь - они слишком быстрые. Но свободный конец лезвия или перышка словно расплылся, стал туманным. Звук слабеет- и конец лезвия делается все тоньше, все отчетливее. Колебания уменьшаются.
Посмотри, как колеблется звучащая струна гитары или другого струнного инструмента. Если есть у тебя барабан, можешь убедиться, что его натянутая кожа тоже колеблется.
Для этого поставь барабан на ребро, ударь палочкой и поднеси шарик из пробки, бузинной мякоти или пенопласта на тонкой ниточке. Только он коснется кожи - щелк! Тут же отлетит в сторону.
Пользуясь нашим игрушечным телефоном, ты говорил в коробочку. От звуков твоего голоса дно коробочки дрожало, колебалось. Эти колебания бежали по шнурку, словно волна по бельевой веревке. Только колебания были частые и слабенькие, их нельзя было увидеть глазом. Но все равно, добежав до другой коробочки, они заставляли и ее дно колебаться, а значит - звучать.
ТЕЛЕФОННАЯ СТАНЦИЯ
Дальность связи этого телефонного аппарата на спичечных коробках достигает сотен метров. Да и абонентов на одной линии может быть несколько. Этого удалось добиться применением специальной линии связи.
У центрального пункта связи, например у штаба, врывают в землю деревянную стойку. В стойку ввинчивают четыре металлических крюка. Подобные стойки располагают у абонентов (у контрольного поста, наблюдательного пункта, медсанчасти и т. д.), но в них ввинчивают только один крюк, направленный в сторону центрального пункта. Между крюками центрального пункта и абонентов натягивают линию связи - прочную бечевку или тонкую рыболовную леску. Чтобы натяжение было достаточным, к концам бечевки прикрепляют скрепку, а между скрепкой и крюком устанавливают резиновое кольцо.
Итак к центральному пункту связи подведены четыре линии.
Как ими пользоваться?
Первый способ - подключить к каждой линии по телефонному аппарату и посадить за каждый аппарат телефониста.
Второй способ - к концу бечевки телефонного аппарата прикрепить скрепку и подключаться с её помощью к нужной линии. В этом случае связь будет только с тем абонентом, к линии которого подключен аппарат. Переговариваться между собой абоненты не смогут ни в том, ни в другом случае.
И третий способ - соединить между собой у центрального пункта линии связи (натянутыми отрезками бечевки) и подключить телефонный аппарат к одной из линий. Теперь связь будет сразу со всеми абонентами, да и абоненты смогут переговариваться друг с другом.
Телефонный аппарат состоит из трех трубок, изготовленных из плотной бумаги или картона. Верхняя трубка приклеена к средней под прямым углом, а средняя к нижней под углом 60е. Длина верхней трубки 65 мм, средней - 200 мм, нижней - 100 мм- К верхней и нижней трубкам приклеены картонные кружки с отверстиями. Кроме того, на конец нижней трубки наклеена крышка с выступом, к которому привязан соединительный шнур. Этим шнуром аппарат подключается к линии связи.
При разговоре аппарат держат так же как и телефонную трубку обыкновенного аппарата. При этом верхняя трубка будет служить телефоном, а нижняя - микрофоном. Во время разговора нить аппарата должна быть натянута, иначе никакой связи не будет.
Физ.эксперимент Телефон из пластиковых стаканчиковВам понадобятся:
2 пластиковых стаканчика, нитка, нож, пластилин, по желанию - наклейки, цветная бумага и клей.
1. Сделайте из пластилина толстую лепешку размером немного больше дна стакана и поставьте на нее пластиковый стаканчик. Острым ножом сделайте отверстие в донышке стаканчика.
2. То же самое проделайте со вторым стаканчиком.
3. Протяните один конец длинной (4-6 метров) нитки сквозь отверстие в донышке стаканчика и завяжите узелок.
4. Другой конец нити протяните сквозь дно второго стаканчика и также завяжите узел.
Телефон готов!
5. При желании можно украсить "трубки" телефона цветными наклейками или фигурками, вырезанными из цветной бумаги.
ВАЖНО! Чтобы телефон работал, нить должна быть натянута. При этом натянутая нить не должна касаться никаких предметов, в том числе и ваших пальцев, когда вы держите стакан..
Приложив стаканчик к уху, вы сможете услышать, что говорит ваш друг на другом конце телефона в свой стаканчик, даже если он будет шептать или говорить из другой комнаты.
Стаканчики выполняют в этом телефоне роль одновременно микрофона и динамика, а нить служит телефонным проводом. А звук вашего голоса проходит по натянутой нитке в виде продольных звуковых волн.
Кстати...
Звук хорошо распространяется не только по нитке, но и по другим предметам. Хорошим проводником звука являются металлы. Вы можете убедиться в этом, постучав по отопительной батарее: стук хорошо будет слышан в соседних квартирах (только не злоупотребляйте этим опытом, ладно? Ваши забавы могут мешать тем, кто живет рядом).
Недостаток такого телефона
С его помощью невозможно переговариваться на больших расстояниях, так как звуковые колебания, распространяющиеся по нитке, постепенно затухают.
Хорошо ли вы усвоили урок?
Можете ли вы объяснить, почему звук перестает распространяться по нитке, если она будет касается какого-нибудь предмета?
В статье использованы фото из журнала "Веселые идейки", №4, 2009
Как-то вечером, играя с детьми в домино, я рассказала и показала им «принцип домино». Мы поставили доминошки в ряд друг за другом, а потом толкнули крайнюю, и вся цепь доминошек повалилась одна за другой.
А вы знаете, что крошечные частицы – атомы и молекулы, из которых, к примеру, сделана нитка, ведут себя аналогичным образом, если она получит толчок. Это можно проверить, сделав переговорное устройство из бумажных стаканчиков и натянутой между ними ниткой.
Итак, что понадобится:
- бумажные стаканчики 3 штуки
- скрепки (канцелярские) 3 штуки
- ножницы
Приступим:
Научное объяснение:
Когда вы говорите в стаканчик, тем самым создаете звуковые волны, которые в свою очередь ударяются о дно стаканчика, заставляя его вибрировать. Движение этих колебаний передается нитке и срабатывает «принцип домино». Частицы нитки передают колебания, или другими словами звуковые волны, по нитке другому стаканчику, сначала звук доходит до дна, потом к воздуху внутри стаканчика, а потом к уху.
Задание: Попробуйте добавить третий стаканчик в ваше переговорное устройство, таким образом, чтобы расстояние нити до узла (середина вашего переговорного устройства) было равно половине расстояния между двумя другими стаканчиками.
Могли вы когда-нибудь подумать, что обычная вешалка для одежды может петь? Нет, тогда предлагаю проверить!
Что понадобится:
- металлическая вешалка, желательно с прорезиненной частью для одежды
- бумажные стаканчики 2 штуки
- скрепки (канцелярские) 2 штуки
- шило или канцелярская кнопка (для того, чтобы сделать отверстие)
- ножницы
Приступим:
Научное объяснение:
При ударе ножницами о вешалку, она начинает вибрировать, затем вибрация (колебания или звук) передается нити, а потом звук доходит до дна стаканчика, воздуха внутри стаканчика и уха.
Игра для всей семьи «звук помогает видеть»
А теперь поиграем?! В эту игру можно играть вдвоем, а лучше втроем и более человек.
Что понадобится:
- плоская коробка от конфет
- ножницы
- скотч
- картон
- стеклянный шарик (для усложненной версии 2 шарика)
Приступим:
Научное объяснение:
Ваши уши получают какие-то звуки, которые в виде нервных импульсов попадают в мозг, где на основе полученной информации, делается предположение о форме фигуры, которая спрятана в коробке!
Сегодня вы узнали о занимательных звонких играх и даже сделали телефон своими руками. Спасибо, что вы экспериментировали вместе с нами. Я хочу подарить вам сборник увлекательных опытов. Узнайте как дома организовать свою лабораторию и в ней проводить удивительные эксперименты со звуком. Чтобы получить подарок, нажмите .
Стоя на остановке или в метро вы наверняка брали кофе в автомате. Как правило, кофе-машина выдает бодрящий напиток в картонной (бумажной) таре. Опустев, он в лучшем случае попадает в урну. Мало кто задумывается, что этот простенький стаканчик способен еще послужить.
Стоит отметить, что в отличие от пластикового «брата», картонный стакан не токсичен. И разлагается в почве он намного быстрее. Что немаловажно с экологической точки зрения. Правда, в наших странах не налажена обработка вторсырья на должном уровне. А производство картонных стаканчиков растет из года в год.
Как картонный стакан можно использовать повторно?
Игрушка «телефон».
Почтим память Александра Белла, и смастерим «телефон». Понадобятся: два стаканчика, иголка и моток плотной нити.
Продев нитку в иголку, прокалываем донышко одного из стаканчиков с наружной стороны.
Протягиваем иголку с ниткой.
Освобождаем конец нитки от иглы и делаем узел.
Узелок служит крепежом, поэтому их следует сделать несколько для надежности. Получился «граммофончик» с торчащей из дна катушкой нитки. Отматываем несколько метров нити, отрезаем и продеваем ее кончик в иглу. Повторяем процедуру со вторым стаканчиком, как и в первом случае. Получилось два стакана соединенных нитью. «Телефон» готов.
Как же заставить картонный прибор работать? Каждый участник берёт свой «граммофончик». После один из вас должен отойти на то расстояние, при котором нить полностью натянется. Осторожно, не порвите. Только при натянутой нитке устройство будет работать. Один говорит, другой – слушает. Принцип прост. Несложно догадаться, что вибрации голоса говорящего передаются по натянутой нитке и отражаются на стенках стаканчика-приемника.
Данное простое приспособление можно использовать в походах, на рыбалке и тд - там где не ловит сотовая связь или же сели батарейки. Устройство очень простое, думаю с ним многие знакомы еще с детства, но тем не менее кому-то может оказаться полезным эта статья.
