пятница, 29 марта 2013 г.

Клуб почемучек. Почему ветер воет?

Сегодня пятница, а значит в моем блоге выходит очередной выпуск "Клуба почемучек". Сегодня я отвечу на вопрос Наташи и ее дочки Аси (3,5 лет) "Почему воет и свистит ветер?

Помните, у Маршака? 
Дуют ветры в феврале,
Воют в трубах громко.
Змейкой вьется по земле.
Легкая поземка.

Или описание зимнего вечера у Пушкина:
Буря мглою небо кроет,
Вихри снежные крутя;
То, как зверь, она завоет,
То заплачет, как дитя,
То по кровле обветшалой
Вдруг соломой зашумит,
То, как путник запоздалый,
К нам в окошко застучит.

У нас сейчас хоть и не февраль, а ветры дуют такие, что все вокруг воет, поет и свистит. Отгадайте загадку: "Летает, а не птица, воет, а не зверь". Правильно, это ветер. В одном из выпусков Клуба мы с вами уже разбирали,  почему дует ветер и делали флюгер для определения направления ветра. А вот почему же воет ветер, ведь у него нет ни рта, ни языка? Это мы узнаем сегодня.

Давайте сначала разберемся, как получается звук. 
Возьмите канцелярскую резинку. Натяните ее потуже между пальцами. И пусть ребенок зацепит ее. Резинка мелко-мелко задрожит, и мы услышим звук!

почему воет ветер
Рождение звука

Звук - это вибрация. Резинка дрожит, и качает собою воздух, создавая в нем волну. Эта волна катится так же, как катятся волны по воде, если мы будем болтать в ней рукою. И в конце-концов воздушная волна достигает нашего уха. А внутри уха есть такая перегородочка - барабанная перепонка. Волны воздуха качают ее, вибрация барабанной перепонки передается по специальным косточкам к слуховому нерву, а наш мозг преобразовывает ее в звук.
Мы слышим не любую вибрацию. Чтобы воздушная волна стала нам слышна, она должна иметь определенную частоту. То есть скорость дрожания источника звука должна быть больше одной величины и меньше другой. Если что-то дрожит 16-20 раз в секунду, то мы слышим это как "низкий" звук, гудение. Если что-то дрожит 10-20 тысяч раз в секунду, то мы слышим это как "высокий звук", тоненький писк. 
Не все слышат так. Например, бабочка воспринимает звук от 8 тысяч до 160 тысяч колебаний в секунду. То есть, она не услышит человека, говорящего басом. Но услышит ребенка со звонким писклявым голосом. Но еще более удивительно то, что она услышит такие тонкие звуки, которые уже не слышны нам!

почему воет ветер
Эта бабочка слышит то, что не можем услышать мы

Так почему же мы слышим голос ветра? И почему у него такие разные голоса?
Когда ветер дует медленно, он просто огибает, обтекает все препятствия, которые встречаются ему на пути. Например, ветви деревьев, провода. И мы никакого звука не слышим. Но если скорость ветра высока, то давление воздуха на препятствия возрастает, потоки ветра об них рассекаются, создаются вихри, которые заставляют провод или ветку мелко-мелко дрожать. И мы слышим свист.
Возьмите тонкую и длинную ветку. Попробуйте ею медленно помотать из стороны в сторону. Мы ничего не услышим.

почему воет ветер

Но если мотать веткой быстро-быстро, то мы услышим свист. Такой же как от ветра. Только во время ветра воздух сам летит на ветки, а в опыте нам пришлось сделать так, чтобы ветка летела в воздухе.

почему воет ветер

Похожее явление происходит, когда ветер с силой пролетает через узкие щели в окнах и дверях. Он в них свистит и пищит.
Давайте сделаем свисток, который будет свистеть как ветер. (Я показывала его в статье "Самодельные музыкальные инструменты"). Для этого надо взять колпачок от ручки или фломастера, отрезать у него донышко, чтобы получилась трубка. И натянуть поперек конца трубки полоску резинки, вырезанную из воздушного шарика. Полоска должна оставить по краям дырки небольшие щели, чтобы в них проходил воздух. Теперь, если мы начнем дуть в свободный конец трубочки, то ветер будет пролетать через узкие щелочки, заставляя вибрировать края резинки. И мы услышим тонкий писк.

почему воет ветер
Самодельный свисток

А как у ветра получается воющий звук? Такой звук обычно возникает в трубе. Например, у нас в квартире из вентиляционного отверстия в ветреные дни можно услышать жуткие завывания. Как они получаются?
Возьмите обычную пластиковую бутылку. Поднесите ее к губам под небольшим углом и подуйте вдоль горлышка (не внутрь). Что вы услышите? Вой ветра! Почему мы его слышим? Поток выдуваемого нами воздуха частично попадает в бутылку, а частично проходит мимо. Из-за разности скорости потоков у горлышка давление воздуха повышается, поэтому поток воздуха в горлышко прекращается, давление падает, поток снова начинается. И из-за этих колебаний возникает воздушная волна, которую мы слышим как гудение.

почему воет ветер
Гудящая бутылка

Когда-то давным-давно один человек, проходя мимо пруда, услышал мелодичное гудение. Он очень удивился и пошел проверить, кто это поет в тростнике. Но никого там не нашел. Тогда он пригляделся и увидел, что этот звук издает на ветру надломленная трубочка тростника. Он срезал эту трубочку и стал сам в нее дуть - так получилась первая дудочка! Со временем, пробуя разные способы, люди придумали десятки различных музыкальных инструментов, основанных на этом принципе. Можно, например, в тростинке проделать несколько отверстий. Открывая-закрывая их, можно получить разную высоту звука. Так возникла флейта.

почему воет ветер
Продольная флейта

А можно сложить вместе несколько трубочек разной длины - получим разные "голоса", расположенные в один ряд. Этот инструмент называется флейта Пана. В честь древнегреческого козлоногого бога Пана, покровителя пастушества, плодородия и дикой природы. На этой флейте играли пастухи, бродя за своими стадами по горам и долинам Греции. (Как сделать флейту Пана из коктейльных трубочек, я показывала здесь).

почему воет ветер
Флейта Пана

Так же на принципе изменения давления воздуха действуют обычные свистульки, свистки и дудочки.

почему воет ветер

Но бывает, что рядом нет ни проводов, ни деревьев, ни щелей или труб, а ветер воет на разные голоса. Например, в степи. Летом этот вой и свист возникает от того, что трава рассекает воздух. Кроме того, такой вой может возникнуть от трения больших воздушных масс, внутри которых есть неоднородности. Например, снежинки, если дело происходит зимою.
почему воет ветер
Сверчков Н.Е.  Ямская тройка, застигнутая метелью

Надеюсь, у Аси получилось самой посвистеть и погудеть, и теперь ей стало понятнее, почему воет ветер :)
Чтобы я ответила и на ваши вопросы, присылайте их мне на почту tavika2000 @ yandex.ua (убрать пробелы) с пометкой "Клуб почемучек". Все присланные в Клуб вопросы, независимо от того, публиковался на них ответ или нет, будут участвовать в розыгрыше приза. Об условиях его проведения и самом призе я сообщу позже.
Архив прошлых выпусков "Клуба почемучек" можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Материалы по теме:
Классная физика. Звуковые волны. http://class-fizika.narod.ru/9_26.htm
Б.Н.Суслов. Звук и слух. http://www.e-reading-lib.org/bookreader.php/139731/Suslov_-_Zvuk_i_sluh.html

7 комментариев:

  1. Очень интересный материал! А главное - какой практичный! Теперь даже хочется поизвлекать разные звуки и подумать, как же это получилось. БОльшое спасибо!

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Гудите-дудите на здоровье! Это и детям и взрослым полезно :)

      Удалить
  2. Таня, спасибо, много интересного материала! Мы уже изучали звуковые волны, делали подобие гитары с резинками, а Кристина сделала флейту Пана из скрученных бумажек, но я как-то не подумала все это объединить с завыванием ветра, а рассказывала только про звуковые волны. Теперь есть чем дополнить наши познания! Спасибо.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Все в мире так переплетено - изучаешь звуковые волны, а получается и музыка, и природа, и еще сто разных граней. Это-то и есть самое интересное!

      Удалить
  3. Танюша, спасибо за материал! У тебя талант быть учительницей! Дочке прочитала, потом поэкспериментировали, поиграли. Теперь резинки и с дудочки наши любимы игрушки )))

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Ой, как я рада, что не просто прочитали, а еще и поиграли! Здорово, что мне удалось заинтересовать Асеньку :)

      Удалить
  4. Таня, Вы так интересно описываете, что я сама сижу, читаю с удовольствием.
    Надо сыну дать почитать. Ему очень нравятся такие познавательные "очерки-почемучки".

    ОтветитьУдалить

Чтобы оставить комментарий, напишите текст в окошке и выберите в "Подписи комментария" профиль из любого вашего аккаунта. Если вы нигде не зарегистрированы, выбирайте Имя/URL и просто вводите свое имя - оно отобразится в подписи.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

ShareThis