Установка. К двум прочным штативам или к боковым рейкам деревянной рамки привязывается горизонтально тонкая прочная веревка (шнур), длиной примерно в 0,5 м. На расстоянии 10 см от конца веревки к ней прикрепляется конец швейной нитки. На расстоянии 15 см от нее прикрепляется к веревке конец второй швейной нитки и, наконец, на расстоянии 15 см от второй – конец третьей швейной нитки. К первой нитке, длиной в 30 см, подвешен грузик. Два такого же веса грузика лежат на столе. Длина двух других ниток больше на 15 см, чем длина первой нитки.

Условие задачи. Если вы отклоните грузик перпендикулярно направлению веревки, то грузик начнет совершать колебания, вследствие чего начнет смещаться взад и вперед натянутая веревка.

Если к свободным концам остальных двух ниток также привязать грузики, лежащие на столе, то они вследствие колебательных движений горизонтальной веревки могут также начать колебаться.

Как следует подвесить грузики на второй и третьей нитке, чтобы колебания крайнего грузика не вызвали бы колебаний соседнего и, наоборот, вызвали бы колебания третьего, удаленного?

(Второй грузик должен висеть свободно, чтобы ничто не задерживало его движений.)

Дополнения. 1. Все три грузика подвешиваются к ниткам равной длины.

Почему средний грузик не колеблется, если два крайних отклонить на одинаковые расстояния от вертикали, но в противоположных направлениях, и затем предоставить им свободу колебаться?

2. Почему амплитуда колебаний среднего грузика значительно возрастёт, если будет колебаться не один грузик (крайний), а оба в одном и том же направлении?

Решение и пояснения

27. (10-й кл.) Длина третьего маятника равна длине первого. Длина второго значительно отличается (в 2 раза) от длины первого.

Дополнения (даются вместе с задачей). 1 и 2. Интерференция колебаний. В первом случае – сложение равных амплитуд противоположных знаков, во втором – сложение амплитуд одного знака.

Опыт редко демонстрируется, несмотря на его простоту и большую методическую ценность, Если задача используется для домашней работы, то для экспериментальной установки совсем не обязательно пользоваться двумя штативами, которые ученики видят в установке. Вместо них можно, например, использовать ножки стола.

ЗВУК.

28. Распространение звука.

Установка. В штативе укреплена круглодонная колба, закрытая резиновой пробкой с проходящей сквозь неё стеклянной трубочкой. К нижнему концу трубочки на короткой швейной нитке подвешен маленький колокольчик или бубенчик, а на верхний конец надет небольшой отрезок резиновой трубки с зажимом Мора. В колбу налито небольшое количество воды (рис. 10). Спиртовка.

Условие задачи. Выньте пробку вместе с бубенчиком из горла колбы. Поставьте под колбу зажжённую спиртовку. Через 5 мин. после того как закипит вода, вставьте плотно пробку с бубенчиком обратно в колбу и быстро отодвиньте после этого спиртовку. Погасите её. Подождите, пока колба с водой совершенно не остынет. Тогда выньте колбу из штатива и, раскачивая её, заставьте зазвучать бубенчик. Вы услышите очень слабый звон.

Почему звон значительно усилится, если открыть зажим Мора и через некоторое время снова сжать резиновую трубку?

Дополнение. С какой жидкостью вместо воды опыт дал бы значительно лучший результат? (После остывания колбы звук бубенчика на расстоянии одного метра совершенно не слышен.)

Решение и пояснения

28. (9-й кл.) Вследствие конденсации пара в колбе после ее остывания получается весьма разреженная среда. После впуска в колбу воздуха плотность среды, проводящей звук, делается нормальной.

Дополнение (дается вместе с задачей). С ртутью, плотность пара которой при комнатной температуре почти в 13 тысяч раз меньше плотности пара воды.

В „Условии задачи" говорится: „Слышимость звонка значительно усилится, если открыть зажим Мора и через некоторое время снова сжать резиновую трубку". Последнее уточнение делается только для того, чтобы не возникала мысль о том, что звонок усиливается именно потому, что открытая резиновая трубка дала „свободный выход звуковым колебаниям“.