miercuri, 30 ianuarie 2008

Motorul de hârtie

.
Puskás Éva a realizat un motor pendular, care se bazează pe faptul că o coală de hârtie uscată se încovoieşte, iar una umezită se destinde. A combinat fenomenul observat cu principiul „raţei care bea apă” şi astfel a obţinut un dispozitiv capabil să efectueze o mişcare oscilatorie: http://heatengine.uw.hu/



PS. Atenţie! Dispozitivul funcţionează doar într-o cameră caldă, unde apa poate să se evapore repede. Banda de hârtie trebuie să fie în imediata apropiere a tamponului umed, dar să nu-l atingă.
.

marți, 29 ianuarie 2008

Nuanţele limbii engleze

Limba engleză dovedeşte anumite preferinţe pentru folosirea unor termeni echivalenţi. La o căutare pe Google, „standing wave” a produs 471.000 rezultate, în vreme ce „stationary wave” doar 34.500, deşi amândouă înseamnă „undă staţionară”. La fel, pentru „undă longitudinală”, avem variantele „longitudinal wave” (81.800 rezultate), „compression wave” (45.400) ori chiar „compressional wave” (45.000). În româneşte, formele „undă de comprimare”, „undă de compresie” şi „undă de compresiune” sunt foarte rar folosite (sub 10 rezultate), de obicei cu referire la undele seismice. Atunci când căutăm pe internet, trebuie să avem în vedere toate aceste nuanţe, dacă dorim să ajungem la informaţia dorită.

PS. Banalele „cleme crocodil” folosite pentru a lega părţi de circuite electrice se numesc „alligators” peste Ocean.

Sunete şi zgomote

.
Ca o recapitulare a lecţiilor despre auz, sunete, zgomote şi poluarea sonoră, parte cu care am încheiat capitolul de acustică, vă propunem vizionarea unei prezentări PowerPoint, realizate de elevul Tiberiu Gabriel Sterian, elev la Grupul Şcolar de Construcţii Montaj „Mihai Bravu” Bucureşti, îndrumat de profesoara Crina Ştefureac:
http://www.christs-hospital.lincs.sch.uk/WasteNotWantNot/sounds%20and%20noises.ppt
.

luni, 28 ianuarie 2008

Gogu Constantinescu şi sonicitatea

.
Frigiderul fără motor electric
prezentat în această seară la emisiunea noastră preferată ne-a adus aminte de una din priorităţile româneşti din domeniul fizicii: sonicitatea, ştiinţa transmiterii energiei mecanice prin vibraţii, fundamentată de profesorul Gheorghe „Gogu” Constantinescu.

Vă invităm să vizitaţi situl Muzeului Tehnic D. Leonida, unde savantului român i s-a dedicat o pagină de web:

Pornind de la teoria acordurilor muzicale, Gogu Constantinescu a găsit legile pentru transmiterea puterii mecanice la distanţă prin oscilaţiile care se propagă în medii continui (lichide solide) datorită elasticităţii acestora. La conferinţa de la Academia Română din 14 noiembrie 1919, Gogu Constantinescu a prezentat multiple utilizări ale sonicităţii, în transporturi, energetică, foraje petroliere. Legile care se aplică în sonicitate sunt identice cu cele din curentul electric. Gogu Constantinescu a fundamentat teoria sonicităţii şi a construit motorul sonic. Folosind o invenţie a lui Gogu Constantinescu pe o aplicaţie a sonicităţii, aviaţia militară engleză a avut supremaţia în Primul Război Mondial.
.

Propriile noastre unde staţionare

Azi, dacă tot a fost o zi mai lejeră (am încheiat mediile), am reluat câteva experimente şi, cum afară era un soare strălucitor (azi noapte a nins, apoi s-a pornit un vânt nebun şi a împrăştiat norii), am putut sa le filmăm în bune condiţii. Dintru început, am repetat crearea de unde staţionare pe o coardă, subiectul primei noastre lecţii din 2008. Am reuşit încă o dată să obţinem modurile de oscilaţie pentru n=1, 2 şi 3, dar de această dată vă putem prezenta şi dovezile:

vineri, 25 ianuarie 2008

În căutarea ecoului pierdut

Azi, la „Experimente trăznite” de pe National Geographic Chanel, profesorul Trevor Cox de la Universitatea din Salford a demonstrat că oamenii se înşeală când susţin că măcăitul raţelor nu produce ecou. Răţuşca Daisy a fost dusă în camera de reverberaţie din laboratorul de acustică a facultăţii şi lăsată să măcăie, iar sunetul s-a reflectat de mai multe ori de panourile speciale montate deasupra şi a produs un ecou multiplu, ca orice sunet obişnuit. Credinţa că măcănitul n-are ecou a apărut datorită particularităţilor mediului unde trăiesc păsările. Pe luciul apei, la câmpie, nu există obstacole care să reflecte sunetul, deci oamenii au fost păcăliţi.

PS. Vorbeam zilele trecute despre fonograful lui Edison? Uite că tehnicienii de la „Mad Labs” l-au construit şi l-au testat cu succes. Pentru înregistrare şi redare, în loc să-l acopere cu ceară, au lipit o folie de aluminiu pe cilindru, în rest au respectat desenul original. Cilindrul fixat pe un ax filetat a fost rotit cu manivela, iar înregistrarea s-a făcut cu o membrană de care a fost fixată un ac obişnuit.

joi, 24 ianuarie 2008

Un manual on-line de fizică


Mi s-a atras atenţia asupra faptului că n-am precizat până acum ce manual utilizăm. Prin tradiţie (adică: manualele au fost cumpărate de la colegii mai mari, soluţie preferată de ambele părţi, vânzători şi cumpărători, din motive economice), folosim Fizică F1 şi F2 de Gabriela Cone, de la Books Unlimited Publishing. Evident, am operat corecturile necesare ici şi colo. Problemele propuse sunt excelente pentru elevii orientaţi către performanţă, dar mai puţin potrivite pentru clasa de rută progresivă, unde utilizăm şi alte surse. Când am căutat programul de osciloscop, am descoperit pe situl fizică.ro manualul similar alcătuit de Mircea Rusu şi Mircea Nistor, tipărit de Editura Corint, pe care vi-l recomandăm cu toată căldura.

miercuri, 23 ianuarie 2008

Doar pentru urechile voastre

În cel de-al 12-lea episod din seria „Experimente trăznite” (Mad Labs), transmis aseară de la 19:30 pe National Geographic România, cercetătorii au filmat în biblioteca publică din Wayland, Massachusetts, unde dr. Joseph Pompei şi-a testat realizarea: un difuzor special, care direcţionează sunetul extrem de precis, astfel încât să fie perceput doar în anumite locuri. Şi într-adevăr, în liniştea din sala de lectură, doi tineri îndrăgostiţi de ritmurile latino dansau salsa; alţii auzeau desluşit cum şopteşte cineva alături, deşi nu era nimeni prin preajmă. Savantul a folosit un fascicol modulat de ultrasunete, uşor de focalizat, cu o rază de acţiune de până la 20 m. Pare să fie modalitatea ideală pentru a urmări un program la televizor sau la radio, fără căşti şi fără a-i deranja pe alţii. Un scurt fragment din emisiune există pe Youtube şi aşa, dacă n-aţi văzut întreaga emisiune, măcar vă puteţi face o idee despre cum acţionează difuzorul cu fascicule de ultrasunete:

luni, 21 ianuarie 2008

Sunetul ca joacă şi experiment

.

Pe situl http://www.archive.org/, au fost adunate o mulţime de cărţi cu copyrightul expirat, printre care şi volumul ilustrat, întocmit de profesorul englez Alfred Marshall Mayer (1836-1897): „Sunetul: o serie de experimente simple, distractive şi câtuşi de puţin costisitoare” (Sound : a series of simple, entertaining and inexpensive experiments, London, 1881). Am frunzărit volumaşul respectiv cu încântare şi plăcere, drept care îl recomand şi altora, spre deconectare şi instruire, într-o vreme când tehnologiile avansate ne fac să uităm că: „În esenţă, natura este simplă.” (Hideki Yukawa)

Când zic aceasta, mă gândesc la surprinderea elevilor când au văzut cum se cântă la... pieptene. O parte dintre ei au văzut pentru prima oară o foaie de hârtie folosită ca rezonator şi amplificator. M-am întrebat atunci, oare ce le-ar impresiona mai mult memoria afectivă? Achiziţionarea unui mp4player sau construirea cu propriile mâini a unui fonograf funcţional, o copie a aparatului inventat de Edison?

Răspunsul corect ar fi: amândouă.
.

Efectul Doppler

Stăm la barieră şi trenul se apropie fluierând. Când se apropie, şuieratul fluierului pare mai ascuţit; după ce a trecut pe lângă noi şi se îndepărtează, sunetul devine mai grav. Fenomenul a fost studiat de fizicianul austriac Christian Andreas Doppler (1803-1854) şi el este valabil atât pentru undele sonore (şi, în general, la undele mecanice), cât şi în cazul undelor luminoase (şi, în general, la orice tip de undă electromagnetică). Iată un sit unde o animaţie realizată de Walter Fendt şi tradusă de Otmar Huhn vă arată ce se întâmplă în cazul când se apropie de noi o ambulanţă (daţi clic pe link-ul de sub fotografie):




Variaţia Doppler a undelor reflectate de o maşină ajută radarul Poliţiei să stabilească viteza de deplasare a autovehiculului. Cu ajutorul ultrasunetelor reflectate de globulele roşii, medicii pot să măsoare viteza de curgere a sângelui. Efectul Doppler deplasează liniile spectrale din lumina emisă de galaxiile îndepărtate către roşu, semn că a avut loc o mare explozie, un Big Bang, iar de atunci Universul se dilată.

joi, 17 ianuarie 2008

Experimente trăznite pe NGC

În această seară, National Geographic România a difuzat episodul 9 dintre cele 20 care formează seria „Mad Labs” (Experimente trăsnite). Pentru blogul nostru de oscilaţii, am reţinut cum sună un cimpoi scoţian umplut cu heliu (aproape la fel ca şi un cimpoi umplut cu aer) şi cum îi enervează pe adolescenţi un ţiuit de peste 15 kHz, un sunet pe care adulţii nu-l sesizează, dar e cât se poate de neplăcut pentru persoanele tinere, fenomen folosit de un inventator din Newport ca să alunge găştile de cartier din locurile unde nu sunt dorite. Curioşii vor găsi lista cu zilele şi orele de difuzare a seriei de „Experimente trăzniteaici.

Spune-ne, Popăscule: ce-i muzica?

În ora noastră dedicată studiului instrumentelor muzicale, l-am amintit şi pe nemuritorul Ion Luca Caragiale, al cărui „pedagog de şcoală nouă”, Mariu Chicoş Rostogan, a făcut să râdă atâtea generaţii de elevi şi profesori:

Profesorul: ...No! la muzică acuma... Spune-ne, Popăscule: ce-i muzica?
Elevul: Muzica este care cântă, dom'le.
Profesorul (nemulţumit): Nu aşa, loază! Nu cuvânta doară ca râtanii... vorbeşte ca şcolerii. Dă-ne tu numaighecât ghefiniţia chiară şi agkecvată!
Elevul: Muzica este...
Profesorul: Ce?
Elevul: Este când...
Profesorul (foarte nemulţumit şi repetând definiţia): Muzica iaşte aceea care ne gâghilă urechile într-un mod plăcut... (pântre dinţi, aparte, şcolarului:) Ia sama doară să nu ţi le gâghil eu ţie într-un mod neplăcut!

Acest fragment a fost preluat de pe Wikisource, de la adresa:
http://ro.wikisource.org/wiki/Un_pedagog_de_Şcoală_nouă
unde veţi găsi şi alte texte caragialiene.

Iată acum acelaşi text, interpretat în multiple ipostaze de marele actor Florin Piersic:

Ultrasonarea acumulatoarelor


Ultrasunetele sunt sunetele cu frecvenţa mai mare de 20 kHz. Ele au devenit o prezenţă comună în viaţa de zi cu zi, deoarece sunt utilizate la telecomenzi, aparate antiţânţari, acţionări electromecanice economice (cel mai la îndemână exemplu: micuţul motoraş liniar de la aparatul foto, care reglează automat distanţa focală), pentru studii nedestructive (ecograful, defectoscopul). Iată cartea lui Ilie Gavrilă, „Ultrasonarea acumulatoarelor electrice”, unde se demonstrează că ultrasunetele permit atât prelungirea vieţii acumulatoarelor precum şi mărirea capacităţii electrice.

miercuri, 16 ianuarie 2008

Din nou, Fizica particulelor în direct

Adrian Buzatu anunţă că a realizat împreună cu Mihnea Irimia cea de-a doua emisiune radio dedicată fizicii particulelor. Ea tratează antimateria în general şi antimateria corespunzătoare electronului, adică pozitronul, în particular; despre cosmologie, adică ştiinţa Universului ca un tot unitar; despre tratamente medicale în UE pe banii României; despre acceleratorul Large Hadron Collider şi despre prima particula subatomică cu patru cuarci descoperită. Ca de obicei, intervenţiile şi ştirile sunt punctate cu citate celebre şi nu lipseşte mirarea emisiunii. Podcast-ul 2 se poate asculta on-line sau descărca de aici.

luni, 14 ianuarie 2008

Muzică de fierăstrău la ora de fizică

Ideea mi-a venit urmărind serialul poliţist „Midsomer Murders” (Crimele din Midsomer), a cărui muzică de generic se bazează pe o secvenţă melodică stranie, interpretată la fierăstrău. Cum astăzi am studiat în clasă modalităţile de producere a sunetelor şi diferitele instrumente muzicale, am ţinut să prezint elevilor şi secvenţa următoare, înregistrată la un festival de muzică populară austriacă ţinut în Innsbruck (cu titlu de curiozitate). Vibraţia produsă de fierăstrăul adus în stare de oscilaţie cu un arcuş de vioară s-a auzit prin uşă pe coridorul şcolii, unde lumea s-a întrebat de unde provine acest sunet ireal, fantomatic. Ce să fie? Nu-i nimic! E doar un nene care cântă la fierăstrău.



Veţi găsi alte videoclipuri asemănătoare pe Youtube căutând după cuvintele ''musical saw''.

Urechea lui Manitou


Scriitorul german Karl May (1842-1912) a scris mai multe romane de aventuri, care pot fi grupate în două cicluri: aventurile lui Old Shatterhand şi Winnetou, căpetenia apaşilor, în Vestul Sălbatic şi călătoriile lui Kara ben Nemsi (Karl, fiul nemţilor) în Orient. În romanul „Urmaşii lui Winnetou” (1910) un rol cheie îl joacă o vale cu o formă eliptică şi o acustică ieşită din comun:

M-am gândit mult la aceste două „insule”, la aceste două „focare”, dintre care unul era numit Amvonul Diavolului sau „Urechea lui Manitou”, iar celălalt, Stânca Tăcerii. Mi-am pus întrebarea dacă această vale nu avea cumva anumite calităţi acustice deosebite. Ştiam că în antichitate se construiau amfiteatre care aveau anumite forme geometrice şi că în aceste amfiteatre se auzea foarte clar, dintr-un anume punct, ceea ce se spunea într-un alt punct al acestora...

Evident, eroul principal a ştiut să profite de acest fenomen. Cum anume? Aflaţi singuri, ultima ediţie a traducerii româneşti se găseşte în librării, tipărită de Editura Corint.

sâmbătă, 12 ianuarie 2008

Locuri cu proprietăţi acustice deosebite 1

Azi am putut să revedem la televizor filmul „Cele două turnuri”, realizat de regizorul Peter Jackson după trilogia „Stăpânul inelelor” de John Ronald Reuel Tolkien (1892-1973). Momentul de maximă încordare este cel al luptei de la Văgăuna lui Helm, numită şi Cetatea Cornului, datorită deosebitelor proprietăţi acustice ale locului:

La Poarta lui Helm, înaintea Văgăunii, din stânca de miazănoapte ieşea un pinten. Pe el se înălţau nişte ziduri de piatră străveche, iar înăuntru se zărea un turn măreţ. Oamenii ziceau că fortăreaţa fusese ridicată de mâna uriaşilor, la porunca regilor mării, în depărtatele zile de glorie ale Gondorului. Se numea Cetatea Cornului, căci ecoul trompetelor din turn răsuna în Văgăună, de parcă oştirile din negura uitării s-ar fi ridicat la luptă din cavernele de la poalele colinelor”. (traducere de Gabriela Nedelea)



Prima lucrare cu caracter enciclopedic apărută la noi, care analizează opera scriitorului şi lingvistului englez, este „Enciclopedia lumii lui J.R.R. Tolkien”, apărută în toamna anului 2007 la Editura Galaxia Gutenberg din Târgu Lăpuş, întocmită de Lazu Robert (coordonator), Mihaela Cernăuţi-Gorodeţchi, Györfi-Deák György, Ionuţ Arghire, Eva Damian, Teodora Ghivirigă şi Ştefana Vieru.

miercuri, 9 ianuarie 2008

Mugur de fluier

În ora viitoare vom studia instrumentele muzicale. Am găsit două softuri gratuite care transformă orice calculator (de la Pentium 2 în sus) într-un osciloscop. El utilizează placa de sunet a computerului ca intrare şi permite vizualizarea sunetelor din domeniul audibil.

Primul program este mai simplu. El e oferit de situl fizica.ro, unde veţi găsi încă (tot fără plată, fără obligaţii şi fără viruşi) un cronometru şi un generator audio.

Celălalt osciloscop e ceva mai sofisticat, are două spoturi (intrările pe canal dreapta şi stânga), un generator şi un analizator spectral. El a fost realizat sub licenţă GPL şi e un open-source, adică vi se oferă şi codul programului, pe care puteţi să-l dezvoltaţi în continuare, pentru o utilizare publică.



Dintre instrumentele tip tub deschis la ambele capete vom prezenta fluierul. Vom reveni şi vom prezenta separat, în pagina de blog, orga din biserica reformată. Iată aici grupul de fluieraşi din clasele a II-a B şi a IV-a B (învăţătoare Nagy Ágnes Magdolna), pregătiţi încă de la grădiniţă de doamna educatoare Molnár Ilóna. Poza de sus a fost realizată la Serbarea de Crăciun organizată luna trecută. Să amintim şi faptul că domnişoara învăţătoare Nagy este, împreună cu doamna învăţătoare Romocea Judith, autoarea a trei manuale de muzică destinate studiului în ciclul primar (predare în limba maghiară). Daţi clic pe link-urile următoare ca să vedeţi cartea pentru clasa I-a şi pentru clasa a III-a.

luni, 7 ianuarie 2008

Unde staţionare

Azi am studiat un caz particular de interferenţă a undelor: undele staţionare.

Interferenţa reprezintă fenomenul de compunere (suprapunere, superpoziţie) a două sau mai multe unde. Am modelat procesul de propagare şi interferenţă a undelor provenite de la două surse cu ajutorul unor şiruri de dominouri (dacă dominourile ar fi revenit de la sine în picioare după propagarea perturbaţiei ar fi fost exemplul ideal).



Atunci când unda se reflectă şi se compune cu ea însăşi putem obţine o undă staţionară. Am dat până acum mai multe exemple de unde staţionare, obţinute prin diferite experimente: tubul lui Kundt, tubul lui Rubens, plăcile lui Chladni.

De această dată, am produs propriile noastre unde staţionare. Am legat capătul unui tub elastic de axul unui motoraş cu turaţie variabilă, iar celalalt capat de un rulment scos dintr-un harddisk dezafectat. Firul pus în oscilaţie de motoraş a produs unde staţionare pentru n = 1, 2 şi 3. Maximele de oscilaţie se numesc ventre, iar minimele noduri.

La un moment dat, clasa a XI-a B a reuşit chiar să obţină cinci ventre şi patru noduri (n=5), de o amplitudine mai mică, însă perfect stabile. Iată-i pe băieţi cum montează dispozitivul experimental, din păcate, lumina slabă nu ne-a permis să filmăm experimentele. (Să vină primăvara! Să strălucească soarele)

joi, 3 ianuarie 2008

Vrăjitorul din Menlo Park


Thomas Alva Edison (11 februarie 1847 - 18 octombrie 1931) a fost unul dintre cei mai mari inventatori din istoria umanităţii. Primul său brevet de invenţie (o maşină de numărat voturi) a fost obţinut în 28 octombrie 1868, la doar 21 de ani. A perfecţionat telegraful şi telefonul, a creat primul aparat comercial pentru înregistrarea sunetelor (fonograful, 1877), a inventat becul cu incandescenţă (1879) şi a remarcat faptul că în vid, între un filament fierbinte şi o plăcuţă metalică introdusă separat, se stabileşte un curent electric atunci când filamentul e legat la polul negativ iar plăcuţa la polul pozitiv al unei pile (efectul Edison, 1883), observaţie folosită de John Ambrose Fleming pentru construirea primelor diode redresoare. Edison a creat primele reţele de distribuţie a curentului continuu, electricitate produsă de dimanuri uriaşe, metodă preluată în 1884 de municipalitatea din Timişoara, primul oraş european cu străzile iluminate electric (Parisul s-a hotărât mai greu să renunţe la lămpile cu gaz).

Anul 2007 s-a încheiat cu două evenimente legate de „vrăjitorul din Menlo Park”, cum a fost poreclit inventatorul de către ziarişti. Editura DeAgostini i-a dedicat nr. 13 al revistei „100 de personalităţi”, în vreme ce preşedintele american George W. Bush a semnat un decret (The Landmark Energy Bill) prin care se decide retragerea de pe piaţa americană a tuturor surselor luminoase care au un randament de producere a radiaţiilor luminoase sub 30%, măsură aplicată gradat până în 2014, menită să producă economisirea energiei şi micşorarea emisiei de bioxid de carbon în atmosferă. Cum becul lui Edison transformă doar 10% din energia consumată în lumină, el va fi înlocuit cu LED-uri, lămpi cu halogeni sau becuri fluorescente.