Уругвайские преподаватели физики рассказали, как измерить скорость звука с помощью телескопической трубы от пылесоса и смартфона. Это можно сделать в домашних условиях.
Учёные придумали метод, отталкиваясь от явления акустического резонанса. Он возникает, когда в резонаторе появляется стоячая волна. Если резонатор — это труба с открытыми концами, то волна давления имеет на них узлы. На длине трубы всегда укладывается целое число полудлин волн. Если измерить частоту всех резонансов и знать размер резонатора, то можно узнать скорость звука в нём.
Предварительно на смартфон нужно будет установить приложение для анализа спектра звука с помощью быстрого преобразования Фурье. Подойдёт, например, Advanced Spectrum. Далее нужно взять телескопическую трубу пылесоса. Резонанс в ней возбуждается с с помощью резкого удара ладонью с одного конца. При этом с другого конца замеряется спектр. Затем нужно построить зависимость частоты основного тона от обратной длины трубы. В результате из формул авторы получили значение скорости звука 343 ± 3 метра в секунду.
Martín Monteiro et al. / Physics Education, 2022