Αρχείο

5 εύκολα πειράματα Φυσικής που θα μαγέψουν τα παιδιά!

Γεμίστε τον ελεύθερο χρόνο των παιδιών με τον πιο μαγευτικό τρόπο, συνδυάζοντας παιχνίδι και μάθηση. Δείξτε τους πέντε πειράματα που μπορείτε να κάνετε όλοι μαζί στο σπίτι και… βοηθήστε τα να αγαπήσουν λίγο περισσότερο το μάθημα της Φυσικής!

Το υποβρύχιο: Για παιδιά τελευταίων τάξεων Δημοτικού

5 εύκολα πειράματα Φυσικής που θα μαγέψουν τα παιδιά!

Τι θα χρειαστείτε:

Ένα πλαστικό μπουκάλι νερού ή αναψυκτικού
2 καλαμάκια που τσακίζουν
Λίγη πλαστελίνη
Νερό βρύσης
Ένα μικρό χωνί

Τι θα κάνετε:

Κόψτε τα καλαμάκια στα 3,80 εκ. και από τις δύο πλευρές, από το σημείο που τσακίζουν. Διπλώστε τα έτσι ώστε να κάνουν σχήμα U και οι δύο άκρες τους να είναι στο ίδιο ύψος. Φτιάξτε το «υποβρύχιο» ενώνοντας τις δύο άκρες από τα καλαμάκια που κόψατε με πλαστελίνη. Βεβαιωθείτε ότι οι τρύπες τους έχουν σφραγίσει εντελώς και δεν περνά καθόλου αέρας. Θα χρειαστεί να προσθέσετε τόση πλαστελίνη ώστε το καλαμάκι να είναι σχετικά ελαφρύ, γιατί αν είναι πολύ βαρύ θα βουλιάξει αμέσως.

Στη συνέχεια, το σπουδαιότερο βήμα, ελέγξτε την πλευστότητα των υποβρυχίων: Βάλτε τα σε ένα φαρδύ δοχείο με νερό. Τα υποβρύχια θα πρέπει να επιπλέουν κοντά στην επιφάνεια του νερού, αλλά με το μεγαλύτερο μέρος τους μισοβυθισμένο. Αν κάποιο βουλιάξει αμέσως στον πάτο, αφαιρέστε λίγη πλαστελίνη και δοκιμάστε ξανά αν επιπλέει. Στη φωτογραφία, το ιδανικό υποβρύχιο είναι το μωβ που επιπλέει αλλά δεν βγαίνει έξω από το νερό (όπως το κίτρινο). Το άλλο μωβ που έχει φτάσει στον πάτο είναι πολύ βαρύ.

Όταν, λοιπόν, θα έχετε πετύχει την ιδανική πλευστότητα, γεμίστε μέχρι πάνω ένα πλαστικό μπουκάλι νερού με το νερό που είχατε στο προηγούμενο δοχείο. Στη συνέχεια βάλτε μέσα το υποβρύχιό σας και κλείστε το μπουκάλι με το καπάκι του. Έπειτα πιέστε το μπουκάλι στο κέντρο του. Καθώς το πιέζετε το υποβρύχιό σας θα πρέπει να βυθίζεται μέσα στο μπουκάλι, ενώ αφήνοντάς το θα ανεβαίνει πάλι στην επιφάνεια. Αν δεν συμβεί αυτό τότε θα πρέπει να ελέγξετε μήπως από κάπου μπαίνει αέρας στο καλαμάκι ή δοκιμάστε να το επαναλάβετε με λίγο πιο ζεστό νερό. Βάλτε και το άλλο υποβρύχιο μέσα στο μπουκάλι και συνεχίστε το παιχνίδι!

Σκοπός του πειράματος: Το πείραμα αυτό παρουσιάζει την αρχή της πλευστότητας. Ένα αντικείμενο, δηλαδή, μπορεί να επιπλέει αν το βάρος του νερού που μετατοπίζει ξεπερνά το βάρος του ίδιου του αντικειμένου. Στην ερώτηση γιατί το υποβρύχιο βουλιάζει με την πίεση του μπουκαλιού, αυτό συμβαίνει επειδή όταν το υποβρύχιο έχει παγιδευμένο αέρα στο καλαμάκι, ο οποίος αντιδρά στις αλλαγές της πίεσης. Έτσι, όταν πιέζουμε το μπουκάλι, ασκείται πίεση και στον αέρα του μέσα στο καλαμάκι, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο όγκος του και έτσι να μετατοπίζει λιγότερο νερό, άρα να μειώνεται η πλευστότητά του (η ικανότητά του να επιπλέει).

Στατικός ηλεκτρισμός: Για παιδιά Δημοτικού

Τι θα χρειαστείτε:

1 μπαλόνι
Χαρτί
Ψαλίδι

Τι θα κάνετε:

Κόψτε το χαρτί σε μικρά τετράγωνα. Φουσκώστε εντελώς το μπαλόνι και τρίψτε το στο κεφάλι του παιδιού. Στη συνέχεια, προσπαθήστε με το μπαλόνι να «μαζέψετε» όσο περισσότερα χαρτάκια μπορείτε. Αν θέλετε να δοκιμάσετε ξανά μπορείτε να τρίψετε το μπαλόνι με μία πετσέτα, για να το «αποφορτίσετε». Και για να κάνετε το πείραμα πιο… παιχνιδιάρικο, μπορείτε να φουσκώσετε δύο μπαλόνια και να μετρήσετε ποιος από τους δύο, εσείς ή το παιδί, θα μαζέψει με το μπαλόνι τα περισσότερα χαρτάκια!

Σκοπός του πειράματος: Στο σχολείο μάθαμε πως τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα, τα ηλεκτρόνια αρνητικά και τα νετρόνια είναι ουδέτερα. Τον χειμώνα, όταν υπάρχει λιγότερη υγρασία, συγκεντρώνουμε πάνω μας περισσότερα ηλεκτρόνια, άρα μεγαλύτερο αρνητικό φορτίο. Και όσο τρίβει κανείς ένα μπαλόνι στο κεφάλι του, τόσο περισσότερο αρνητικό φορτίο του μεταφέρει. Τα ηλεκτρόνια αυτά, όμως, ψάχνουν τρόπο διαφυγής για να υπάρξει ισορροπία στη φύση του μπαλονιού, έτσι όταν το μπαλόνι έρχεται σε επαφή με το χαρτί, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται προς το χαρτί για λίγη ώρα (δημιουργείται στατικός ηλεκτρισμός). Μετά από λίγο το χαρτί πέφτει, όμως, γιατί το μπαλόνι δίνει μεν ηλεκτρόνια, τα οποία όμως το χαρτί επιστρέφει σε νετρόνια, άρα σε ουδέτερο φορτίο.

Πηγή: coolprogeny.com

Πολύχρωμα γαρύφαλλα: Για παιδιά Δημοτικού

Τι θα χρειαστείτε:

5 γυάλινους δοκιμαστικούς σωλήνες ή λεπτά και ψηλά βάζα
5 χρώματα ζαχαροπλαστικής
5 λευκά γαρύφαλλα

Τι θα κάνετε:

Βρείτε ένα μέρος για να στηρίξετε τους δοκιμαστικούς σωλήνες ή τοποθετήστε τα βάζα στη σειρά. Βάλτε ένα διαφορετικό χρώμα ζαχαροπλαστικής σε κάθε δοχείο και γεμίστε το με νερό. Στη συνέχεια προσθέστε στο κάθε δοχείο από ένα λευκό γαρύφαλλο. Σε ένα 24ωρο θα πρέπει το κάθε γαρύφαλλο να έχει πάρει το χρώμα του νερού του!

Σκοπός του πειράματος: Να καταλάβει το παιδί με ποιον τρόπο θρέφονται τα λουλούδια στο βάζο και πόσο σημαντικό είναι να κρατάμε το νερό τους καθαρό. Στα μεγαλύτερα παιδιά μπορούμε να εξηγήσουν ότι αν, για παράδειγμα, η ατμόσφαιρα είναι μολυσμένη, το ίδιο είναι και η βροχή που πέφτει στα λουλούδια, με αποτέλεσμα να μην τα θρέφει σωστά.

Πηγή: jadaroo.blogspot.gr

Οδοντόκρεμα για ελέφαντες!: Για παιδιά Δημοτικού

Τι θα χρειαστείτε:

Λίγο ζεστό νερό
1 κ.γ. προζύμι
½ κούπα οξυζενέ 6%
Χρώμα ζαχαροπλαστικής
Λίγο υγρό απορρυπαντικό πιάτων

Τι θα κάνετε:

Τοποθετήστε ένα μεγάλο μπουκάλι αναψυκτικού στο κέντρο ενός ταψιού (για να πέσει μέσα στο ταψί η «οδοντόκρεμα»). Σε ένα άλλο δοχείο αναμείξτε καλά, ανακατεύοντας για ένα λεπτό, δύο κουταλιές της σούπας ζεστό νερό και μία κουταλιά του γλυκού προζύμι (το προζύμι θα επιταχύνει την αντίδραση).

Στο μπουκάλι του αναψυκτικού αναμείξτε τη μισή κούπα οξυζενέ, 4-5 σταγόνες χρώμα ζαχαροπλαστικής και λίγο υγρό απορρυπαντικό πιάτων. Στη συνέχεια, ρίξτε μέσα το μείγμα με το νερό και το προζύμι και… δείτε τι θα γίνει!
Τα παιδιά θα εντυπωσιαστούν με τον αφρό που θα ξεπηδήσει από το μπουκάλι και θα ενθουσιαστούν με την υφή του.

Σκοπός του πειράματος: Για τα μικρά παιδιά σκοπός είναι απλά ο εντυπωσιασμός του ότι με λίγα, απλά υλικά μπορείτε να φτιάξετε οδοντόκρεμα για… ελέφαντες! Τα μεγαλύτερα παιδιά θα δουν να γίνεται πράξη τη χημική εξίσωση: 2 H2O2 –> 2 H2O + 02. Δηλαδή, ότι το οξυζενέ διαλύεται σε νερό και οξυγόνο. Αποθηκεύεται δε σε καλά κλεισμένα δοχεία, ακριβώς για να μη διαλύεται εύκολα. Ωστόσο, ένα καταλύτης (ένα οποιοδήποτε ένζυμο, όπως το προζύμι) επιταχύνει τη διαδικασία. Το σαπούνι και το χρώμα κάνουν απλά το πείραμα πιο εντυπωσιακό!

Πηγή: preschoolpowolpackets.blogspot.gr

Βροχή και αέρας: Πείραμα για πολύ μικρά παιδιά

Τι θα χρειαστείτε:

Μία λαδόκολλα
1 καλαμάκι
Λίγο σελοτέιπ
Λίγο νερό

Τι θα κάνετε:

Απλώστε μία λαδόκολλα πάνω στο τραπέζι και κολλήστε τις άκρες τις με σελοτέιπ. Στη μία πλευρά της ρίξτε δύο μεγάλες σταγόνες νερού. Στη συνέχεια κόψτε ένα καλαμάκι στη μέση και κρατήστε μισό εσείς και μισό το παιδί. Σταθείτε στην άκρη του τραπεζιού και αρχίστε να φυσάτε μέσα από το καλαμάκι τις σταγόνες. Η πρώτη σταγόνα που θα φτάσει στην άλλη άκρη της λαδόκολλας κερδίζει! Σε επόμενο πείραμα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μπαλάκια από βαμβάκι ή μπαλάκια πινγκ-πονγκ.

Σκοπός του πειράματος: Να δείξετε στο παιδί πώς η δύναμη του αέρα μπορεί να μετακινήσει ακόμα και …τη βροχή!

Πηγή: spoonful.com

 

Advertisements

Το πείραμα του Ερατοσθένη

Ο Ερατοσθένης ο Κυρηναίος ήταν αρχαίος Έλληνας μαθηματικός, γεωγράφος, αστρονόμος και ποιητής. Γεννήθηκε στην Κυρήνη (σημερινή Λιβύη) και έζησε, σπούδασε και πέθανε στην Αλεξάνδρεια, η οποία ήταν τότε η πρωτεύουσα της Αιγύπτου. Όταν ήταν περίπου 40 ετών ορίστηκε επικεφαλής της Βιβλιοθήκης της Αλεξάνδρειας και ήταν τότε που εκτέλεσε ίσως το σημαντικότερο πείραμα για το οποίο έμεινε γνωστός στην ιστορία: Μέτρησε την περιφέρεια της Γης χρησιμοποιώντας ένα κοντάρι και λίγη γεωμετρία.

Κατά τη θητεία του ως επικεφαλής βιβλιοθηκάριος, ο Ερατοσθένης πληροφορήθηκε πως κάθε χρόνο, το μεσημέρι της 21ης Ιουνίου (τη μέρα δηλαδή του θερινού ηλιοστασίου), στην αρχαία πόλη Συήνη (το σημερινό Ασουάν) συνέβαινε κάτι ασυνήθιστο: Αν κοιτούσες στον πάτο ενός πηγαδιού μπορούσες να δεις ολόκληρο τον Ήλιο να καθρεφτίζεται στα νερά του.

Ο Ερατοσθένης συμπέρανε ότι για να συμβαίνει κάτι τέτοιο, τη συγκεκριμένη μέρα, ο Ήλιος έπρεπε να βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη Συήνη και οι ακτίνες του να πέφτουν κάθετα σ’ αυτή. Γνώριζε επίσης πως την ίδια μέρα στην Αλεξάνδρεια, το φαινόμενο αυτό δεν συνέβαινε, οπότε κατάλαβε ότι ο λόγος που ο Ήλιος δεν μπορούσε να βρίσκεται ταυτόχρονα πάνω από τη Συήνη και την Αλεξάνδρεια οφείλονταν στην καμπυλότητα της Γης.

Η ιδέα ότι η Γη ήταν σφαιρική δεν ήταν άγνωστη στον Ερατοσθένη. Οι αρχαίοι Έλληνες είχαν καταλάβει πως η επιφάνεια του πλανήτη καμπυλώνει γιατί έβλεπαν τα πλοία που απομακρύνονταν από το λιμάνι να εξαφανίζονται από κάτω προς τα πάνω. Επίσης είχαν παρατηρήσει πως κατά τις σεληνιακές εκλείψεις η σκιά της Γης στη Σελήνη ήταν ξεκάθαρα κυκλική.

Ο Ερατοσθένης λοιπόν σκέφτηκε πως μπορούσε να χρησιμοποιήσει το γεγονός αυτό για να μετρήσει την περιφέρεια του πλανήτη. Το μεσημέρι της 21ης Ιουνίου στην Αλεξάνδρεια, κάρφωσε ένα κοντάρι κάθετα στη Γη. Στη συνέχεια μέτρησε τη γωνία μεταξύ του κονταριού και των ηλιακών ακτινών και τη βρήκε ίση με το 1/50 του κύκλου, ή αλλιώς 7,2 μοίρες.

Εφόσον όμως θεώρησε πως η Γη είναι σφαιρική και ο Ήλιος βρίσκεται τόσο μακριά που οι ακτίνες του φτάνουν σ’ αυτή σχεδόν παράλληλες, οι προεκτάσεις του κονταριού στην Αλεξάνδρεια και του πηγαδιού στη Συήνη θα τέμνονται ακριβώς στο κέντρο της Γης, ενώ η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ των δύο πόλεων θα είναι ίση με τη γωνία μεταξύ κονταριού και ηλιακών ακτινών, ως εντός εναλλάξ γωνίες!
Με άλλα λόγια, το 1/50 της περιφέρειας της Γης είναι ίσο με την απόσταση μεταξύ Αλεξάνδρειας και Συήνης, οπότε ολόκληρη η περιφέρεια θα είναι η απόσταση αυτή επί 50.

Άρα το μόνο που έμενε για τον Ερατοσθένη ήταν να μετρήσει την απόσταση μεταξύ των δύο πόλεων. Και ακριβώς αυτό έκανε.

Βρήκε την απόσταση ίση με 5000 στάδια, ενώ λίγο αργότερα φαίνεται να τη διόρθωσε σε 5040 στάδια. Οπότε τελικά ο υπολογισμός του για την περιφέρεια της Γης, ήταν 252.000 στάδια. 1 2

Δυστυχώς το έργο του Ερατοσθένη, στο οποίο λογικά θα έγραφε αναλυτικά τους υπολογισμούς του, δεν διασώζεται. Για το πείραμά του μαθαίνουμε από μεταγενέστερα γραπτά, τα οποία όμως αφήνουν πολλά στη φαντασία μας. Πώς μέτρησε ο Ερατοσθένης τη γωνία μεταξύ κονταριού και ηλιακών ακτινών; Πώς μέτρησε την απόσταση Αλεξάνδρειας και Συήνης; Κάποιοι λένε πως υπολόγισε την απόσταση βάσει του χρόνου που χρειαζόταν τα καραβάνια για να ταξιδέψουν από τη μία πόλη στην άλλη. Το ταξίδι διαρκούσε 50 μέρες, ενώ οι καμήλες μπορούσαν να διασχίζουν περίπου 100 στάδια τη μέρα. Κάποιοι άλλοι υποστηρίζουν πως ο Ερατοσθένης προσέλαβε ανθρώπους για να περπατήσουν όλη τη διαδρομή μετρώντας τα βήματά τους, τους λεγόμενους βηματιστές.

Άλλο ένα μυστήριο είναι το μήκος των σταδίων, το οποίο διέφερε από περιοχή σε περιοχή κι έτσι δεν είμαστε σίγουροι ποια στάδια εννοούσε ο Ερατοσθένης. Κάποιοι ιστορικοί υποστηρίζουν πως τα στάδια που χρησιμοποίησε ήταν 157 μέτρα, ενώ άλλοι πως ήταν 185. Οπότε ο υπολογισμός του για την περιφέρεια της Γης πρέπει να ήταν ανάμεσα από 39.564 και 46.620 χιλιόμετρα. Η σημερινή αποδεκτή τιμή για τη μεσημβρινή περιφέρεια είναι 40.008 χιλιόμετρα. 3

Το πείραμα του Ερατοσθένη δεν θα μπορούσε βέβαια να είναι τέλειο. Καταρχάς, η Αλεξάνδρεια δεν βρίσκεται ακριβώς βόρεια από τη Συήνη, κάτι που οδηγεί σε ελάχιστα διαφορετικούς υπολογισμούς. Επίσης, σήμερα γνωρίζουμε πως η Γη δεν είναι μια τέλεια σφαίρα και οι ακτίνες του Ήλιου δεν φτάνουν σ’ εμάς ακριβώς παράλληλες.

Η ακρίβεια της μέτρησής του ωστόσο, δεν έχει ιδιαίτερη σημασία. Παρ’ όλο που τα εργαλεία που χρησιμοποίησε ήταν πρωτόγονα, ο υπολογισμός του ήταν πολύ κοντά στην πραγματική τιμή και αυτό γιατί η ιδέα στην ουσία της, είναι σωστή! Ο Ερατοσθένης σαν γνήσιος επιστήμονας έκανε μια παρατήρηση, στηρίχθηκε στις προηγούμενες γνώσεις για τη σφαιρική Γη και κατασκεύασε το κατάλληλο πείραμα για να κάνει τον υπολογισμό του. Απέδειξε πως καμιά φορά μια απλή ιδέα και ένα περίεργο μυαλό είναι όλα όσα χρειάζεσαι για να αλλάξεις τον κόσμο.

Fun fact! 1700 χρόνια μετά το πείραμα του Ερατοσθένη, ο θαλασσοπόρος Χριστόφορος Κολόμβος, χρησιμοποιώντας λαθεμένες εκτιμήσεις για την περιφέρεια της Γης, ξεκίνησε από τα Κανάρια Νησιά ένα ταξίδι προς τα δυτικά με προορισμό την Ιαπωνία, η οποία πίστευε ότι βρισκόταν μόλις 3.700 χιλιόμετρα μακριά. Αν είχε χρησιμοποιήσει την περιφέρεια που υπολόγισε ο Ερατοσθένης, θα ήξερε πως το ταξίδι ήταν πολύ μεγαλύτερο, περίπου 20.000 χιλιόμετρα, μια απόσταση που κανένα πλοίο εκείνης της εποχής, δεν θα μπορούσε να διασχίσει. Απ’ ότι φαίνεται, ο Κολόμβος μάλλον στάθηκε τυχερός που ανάμεσα από την Ευρώπη και την Ασία, έτυχε να βρίσκεται μία ακόμα ήπειρος…4

Δείτε το σχετικό βίντεο

Πηγή: https://www.kathimerinifysiki.gr

Τι είναι ο ήχος;

Για τους περισσότερους από εμάς είναι σχεδόν αδύνατο να φανταστούμε έναν κόσμο δίχως ήχους. Πιθανόν να είναι το πρώτο πράγμα που βιώνεις όταν ξεκινάς τη μέρα σου: ένα ξυπνητήρι που σε τραβάει από τον άηχο κόσμο του ύπνου. Οι άνθρωποι αξιοποίησαν τον ήχο και δημιούργησαν έργα τέχνης, όπως είναι η μουσική, οι ταινίες και…τα βίντεο της Καθημερινής Φυσικής στο YouTube! Τι είναι όμως ο ήχος και πώς λειτουργεί;

Ήχος είναι ο τρόπος που μεταφράζει το μυαλό σου τα ηχητικά κύματα, τα οποία προέρχονται από διάφορα αντικείμενα που δονούνται. Μπορεί να είναι η χορδή μιας κιθάρας, οι φωνητικές σου χορδές ή η μηχανή ενός αυτοκινήτου.

Οι περισσότεροι έχουμε τα κύματα στο μυαλό μας κάπως έτσι.

Υπάρχουν δύο τύποι κυμάτων όμως, τα διαμήκη κύματα και τα εγκάρσια. Στα εγκάρσια κύματα τα μόρια του μέσου κινούνται κάθετα στη διεύθυνση που διαδίδεται το κύμα. Για παράδειγμα το κύμα που κάνουν οι φίλαθλοι στο γήπεδο είναι ένα εγκάρσιο κύμα, το κύμα διαδίδεται οριζόντια αλλά τα μόρια του μέσου, δηλαδή οι άνθρωποι, κινούνται κατακόρυφα. Τα κύματα στο νερό είναι κατά προσέγγιση εγκάρσια κύματα – για την ακρίβεια είναι ένας συνδυασμός εγκάρσιων και διαμηκών κυμάτων.

Εγκάρσιο κύμα
(Πηγή)
Διαμήκες κύμα
(Πηγή)
Κύμα στο νερό
(Πηγή)

Τα ηχητικά κύματα στον αέρα είναι διαμήκη, δηλαδή τα μόρια του μέσου κινούνται στην ίδια διεύθυνση με το κύμα. Όταν χτυπάς μια χορδή, αυτή αρχίζει να ταλαντώνεται και συμπαρασέρνει τα μόρια του αέρα που βρίσκονται κοντά της. Στη συνέχεια αυτά χτυπάνε τα κοντινά τους μόρια, τα οποία με τη σειρά τους χτυπάνε τα διπλανά μόρια και έτσι η διαταραχή διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις ώσπου τελικά φτάνει στα αυτιά σου. Μέσα στο αυτί σου βρίσκεται το τύμπανο, πάνω στο οποίο πέφτουν τα μόρια του αέρα και το θέτουν σε ταλάντωση ίδιας συχνότητας με την ταλάντωση της χορδής. Οι δονήσεις του τυμπάνου μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα και το μυαλό σου τα ερμηνεύει ως ήχους.

Τα μόρια του αέρα όμως χτυπάνε στα αυτιά σου όλη την ώρα. Για την ακρίβεια κοπανάνε σε όλο σου το σώμα ασταμάτητα και αυτό είναι που ονομάζουμε ατμοσφαιρική πίεση, η οποία έχει μια σταθερή τιμή. Τα ηχητικά κύματα δημιουργούν κάποιες περιοχές στον αέρα που έχουν πίεση μικρότερη από την κανονική (αραίωμα) και κάποιες περιοχές που έχουν μεγαλύτερη (πύκνωμα). Οι διαφορές αυτές στην πίεση είναι αυτό που ανιχνεύουν τελικά τα αυτιά σου και αυτό που καταλαβαίνεις ως ήχους.

Ένα ηχητικό κύμα έχει δύο κύρια χαρακτηριστικά: Συχνότητα και ένταση.

Συχνότητα

Η συχνότητα ενός ηχητικού κύματος εκφράζει το πόσο γρήγορα δονείται αυτό που παράγει τον ήχο. Μια χορδή που ταλαντώνεται 30 φορές το δευτερόλεπτο παράγει έναν ήχο 30 Hz.

Ο άνθρωπος μπορεί να ακούσει ήχους μεταξύ περίπου 20 Hz και 20 kHz. Ήχοι μικρότεροι από 20 Hz ονομάζονται υπόηχοι, ενώ ήχοι μεγαλύτεροι από 20 kHz υπέρηχοι. Το εύρος της ανθρώπινης ακοής όμως δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Για παράδειγμα οι σκύλοι μπορούν να ακούσουν μέχρι και 45 kHz, ενώ οι γάτες μέχρι και 64 kHz. 1

Όσο μεγαλώνουμε βέβαια τόσο πέφτει το άνω όριο των συχνοτήτων που μπορούμε να ακούσουμε.

Όσο αυξάνει η συχνότητα τόσο περισσότερο ψιλός και διαπεραστικός είναι ο ήχος. Οι ήχοι που ακούμε καθημερινά βέβαια σπάνια είναι μίας μόνο συχνότητας, αλλά ένας συνδυασμός συχνοτήτων, γι’ αυτό και συνήθως δεν ακούγονται τόσο ενοχλητικοί.

Ένταση

Η ένταση του ήχου είναι η ισχύς του ηχητικού κύματος ανά μονάδα επιφάνειας, αλλά συνήθως μιλάμε για τη στάθμη της έντασης η οποία μετριέται σε decibel (dB). Το ιδιαίτερο με την κλίμακα dB είναι πως είναι λογαριθμική. Κάθε 10 dB η ένταση του ήχου αυξάνεται 10 φορές, αλλά σε εμάς ακούγεται 2 φορές πιο δυνατά. Για παράδειγμα, ένας ήχος 30 dB έχει 10 φορές μεγαλύτερη ένταση από έναν ήχο 20 dB και είναι δύο φορές πιο δυνατός. Με άλλα λόγια, χρειάζονται δέκα βιολιά για να ακουστούν δύο φορές πιο δυνατά από ένα βιολί. 2

Τα 0 dB είναι το κατώτατο όριο της ακοής (θα το δεις να αναφέρεται και ως κατώφλι ακουστότητας). Στα 10 dB βρίσκονται οι πιο αχνοί ήχοι που θα μπορούσες να ακούσεις. Το θρόισμα των φύλλων είναι στα 20 dB, ενώ κάποιος που ψιθυρίζει μερικά μέτρα μακριά ακούγεται στα 30 dB. Μια κανονική συζήτηση γίνεται στα 60 dB, ενώ τα προβλήματα ξεκινάνε από τα 90 dB και πάνω. Παρατεταμένη έκθεση σε τέτοιους ήχους προκαλεί μόνιμα προβλήματα στην ακοή.

Ένα μηχανάκι ή ένα κομπρεσέρ ακούγεται στα 100 dB, μια ροκ συναυλία στα 120 dB, ενώ ένας πυροβολισμός στα 130 dB. Μετά τα 160 dB πιθανόν κουφαίνεσαι ακαριαία. Μισό κιλό T.N.T στα 4,5 μέτρα ακούγεται στα 180 dB και μια χειροβομβίδα στα 190 dB. 3

Τα 194 dB είναι ο μέγιστος δυνατός ήχος που μπορεί να υπάρξει στον αέρα. Μετά τα 194 dB, η ενέργεια που εκλύεται είναι τόσο μεγάλη που ωθεί όλο τον αέρα προς τα έξω με υπερηχητική ταχύτητα, δημιουργώντας μια σφαίρα κενού γύρω από την πηγή, στην άκρη της οποίας ο αέρας είναι εξαιρετικά συμπιεσμένος και θερμός. Τα κύματα αυτά είναι γνωστά και ως ωστικά κύματα.

Οι ατομικές βόμβες που έπεσαν στη Χιροσίμα και στο Ναγκασάκι αντιστοιχούσαν σε 248 dB, ενώ ίσως ο πιο εκκωφαντικός θόρυβος στην ιστορία είναι η έκρηξη του ηφαιστείου Κρακατόα το 1883: 310 dB.

Το ηφαίστειο Κρακατόα βρίσκεται σε ένα νησί της Ινδονησίας, το οποίο εξαφανίστηκε κατά τα δύο τρίτα λόγω της έκρηξης. 160 χιλιόμετρα μακριά από το ηφαίστειο ο ήχος του ακούστηκε στα 180 dB, ενώ η έκρηξη έγινε αντιληπτή μέχρι και 5000 χιλιόμετρα μακριά. Επίσης σήκωσε τσουνάμι τουλάχιστον 30 μέτρων. Αν η φύση είναι η μητέρα μας, κάποιος την τσάντισε για τα καλά. 4

Υπάρχει όμως ένας ακόμα τρόπος κάποιος ήχος να ξεπεράσει τα 194 dB και αυτός είναι να διαδοθεί σε μέσο πυκνότερο από τον αέρα, όπως για παράδειγμα το νερό, τα στερεά ή η ατμόσφαιρα κάποιου άλλου πλανήτη. Όσο πιο πυκνό είναι το μέσο, τόσο πιο δυνατός είναι ο ήχος που μπορεί να διαδοθεί.

Η πυκνότητα του μέσου επίσης επηρεάζει και την ταχύτητα των ηχητικών κυμάτων. Όσο πιο κοντά βρίσκονται τα μόρια του μέσου, τόσο πιο γρήγορα ταξιδεύουν οι διαταραχές. Η ταχύτητα του ήχου στον αέρα είναι 343 m/s, στο νερό 1284 m/s και στον σίδηρο 5120 m/s.

Είναι λοιπόν φανερό πως για να διαδοθούν τα ηχητικά κύματα, προϋποθέτουν την ύπαρξη κάποιου μέσου. Συνήθως τα αντιλαμβανόμαστε μέσα απ’ τον αέρα, αλλά μπορούν να διαδοθούν μέσα από οποιοδήποτε υγρό, στερεό ή αέριο. Εκεί που σίγουρα δεν μπορούν να διαδοθούν, είναι στο διάστημα. Αν και υπάρχουν κάποια σκόρπια άτομα υδρογόνου ακόμα και στο διάστημα, είναι τόσο απομακρυσμένα μεταξύ τους που καθιστούν τη μετάδοση του ήχου αδύνατη. Αν βρισκόσουν σε κάποια γωνία και παρακολουθούσες μια έκρηξη supernova, δεν θα άκουγες απολύτως τίποτα.

Αν ένα δέντρο πέσει στο δάσος και δεν βρίσκεται κανείς κοντά για να το ακούσει, θα κάνει κάποιον ήχο; Είναι ο ήχος ένα φυσικό φαινόμενο, η διάδοση της διαταραχής στα μόρια του αέρα που προκάλεσε η πτώση του δέντρου; Ή μήπως ο ήχος είναι μια αίσθηση που μπορεί να υπάρξει μόνο μέσα στο μυαλό μας; 6

Δείτε το σχετικό βίντεο

Πηγή: https://www.kathimerinifysiki.gr

Γιατί δε λιώνουν τα ιγκλού;

Το ιγκλού είναι η προσωρινή κατοικία των Εσκιμώων το χειμώνα (ιγκλού στη γλώσσα των Ινουίτ σημαίνει σπίτι). Αποτελεί μοναδικό τρόπο για να κτίσει ο άνθρωπος τη φωλιά του κάτω απο τις χειρότερες δυνατές συνθήκες.

Παρ’ όλο που οι περισσότεροι Εσκιμώοι μένουν πλέον σε σπίτια από πέτρες ή ξύλα, συνηθίζουν ακόμη να κατασκευάζουν ιγκλού, ειδικά όταν ταξιδεύουν. Ορθογώνια κομμάτια παγωμένου χιονιού τοποθετούνται κυκλικά, ώστε η κατασκευή να συγκλίνει και να σχηματίζεται τελικά ένας τέλειος θόλος. Οι σχισμές και τα όποια σημεία επαφής γεμίζονται με χιόνι. Τότε οι Εσκιμώοι ανάβουν μια λάμπα που καίει λίπος φάλαινας, ώστε να αναδίδει πολλή θερμότητα.

Άλλωστε πρέπει να ληφθεί υπόψιν ότι για να ζεσταθεί ο περιορισμένος εσωτερικός χώρος και για να δημιουργηθεί ένα άνετο κλίμα, είναι αρκετή ακόμα και η ελάχιστη ποσότητα ζέστης: αρκεί, δηλ., η παρουσία δύο ατόμων που μπορούν να κλείσουν την πόρτα με ένα κομμάτι πάγου και να κάνουν το ιγκλού αεροστεγές. Το χιόνι αρχίζει να λιώνει, όμως επειδή η οροφή του θόλου είναι καμπύλη δεν στάζει. Αντιθέτως τα κομμάτια του χιονιού εμποτίζονται με υγρασία.

Τότε οι Εσκιμώοι ανοίγουν την πόρτα και ο ψυχρός αέρας μεταμορφώνει το ιγκλού σε ένα συμπαγές και ανθεκτικό καταφύγιο, που λιώνει μόνο με το τέλος του χειμώνα. Άλλωστε να επισημάνουμε , ότι οι πολικοί άνεμοι πνέουν με θερμοκρασία -50 βαθμούς κελσίου και έτσι το εξωτερικό τοίχωμα του πάγου παραμένει παγωμένο.

Πρέπει να σημειώσουμε επίσης ότι το χιόνι, όσο και αν φαίνεται παράδοξο είναι κακός αγωγός της θερμότητας και του κρύου. Για αυτόν τον λόγο τα ιγκλού θερμαίνονται εύκολα και τους προφυλάσσουν από το κρύο. Αντίθετα ο πάγος είναι πολύ καλός αγωγός και όταν με τον καιρό το χιόνι μετατρέπεται σε πάγο, εγκαταλείπουν τα ιγκλού τους.