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LABORATÓRIO CIENTÍFICO INFANTIL
Somente para orelhas de cachorro. Laboratório de Ciências para Crianças
Diretório / Laboratório de Ciências para Crianças Os caçadores furtivos inventaram o apito ultrassônico centenas de anos atrás, mas conseguiram explicar por que os cães o ouvem, mas os caçadores não o ouvem, muito mais tarde. Foi apenas no século XVII que se estabeleceu que o som é a vibração do ar. No século XNUMX, surgiram dispositivos que mediam a frequência das vibrações sonoras.
O cientista inglês Francis Galton em 1883 criou um dispositivo que cria um som exatamente de uma determinada frequência (Fig. 1), semelhante a um apito em design. Com sua ajuda, foi possível descobrir que o ouvido da maioria das pessoas ouve sons com frequência não superior a 20 Hz. Sons de frequências mais altas ficaram conhecidos como ultrassons. Eles são ouvidos, por exemplo, por gatos, cachorros e cavalos. Eles percebem sons com frequência de 000 a 20 mil Hz, mas os morcegos quebram todos os recordes. Para eles, até 30 mil Hz não é o limite. Hoje, os caçadores ilegais não precisam de apitos ultrassônicos. Mas eles ainda encontram aplicação. No início do século passado, o famoso treinador M.A. Durov mostrou um cavalo na arena do circo em Moscou que podia somar e multiplicar números inteiros e até extrair raízes. Ela respondeu com um chute no casco. Além disso, o treinador estava sentado atrás de uma tela, dava exemplos por escrito, e o cavalo os percebia telepaticamente e dava a resposta correta. Moscou ficou chocada. Divertindo-se um pouco, M.A. Durov revelou seu segredo. No bolso do artista havia uma lâmpada de borracha com o apito de Galton. Pressionando-o imperceptivelmente, o maestro deu ao cavalo um sinal que ninguém além dela pôde ouvir. E ela, conheça o seu negócio, ao mesmo tempo em que batia com o casco, que o público interpretou como um código digital ... Durante a Segunda Guerra Mundial, os japoneses acharam o apito de Galton um uso mais sério. Durante a Guerra do Pacífico, os americanos capturaram repetidamente pequenos navios japoneses. A equipe desistiu, deixando intactas todas as coisas mais importantes: armas, provisões, motores. Mas repetidamente na ponte do capitão eles encontraram fragmentos de algum dispositivo, consistindo de uma buzina de estanho e canos. Oficiais de inteligência americanos, cuja atenção há muito foi atraída pela capacidade dos navios japoneses de agir em conjunto sem recorrer a nenhum meio de comunicação conhecido, tendo reunido os destroços de um dispositivo quebrado em diferentes navios, descobriram que eles tinham um fundamentalmente novo meio de comunicação à sua frente. Baseava-se em um poderoso apito ultrassônico, alimentado por ar comprimido do compressor de um navio. Com a ajuda de um aparelho especial de ultrassom, a voz do capitão mudava de acordo com as vibrações sonoras. O ultrassom modulado foi enviado ao destinatário com o auxílio de uma buzina. O sinal recebido foi processado subtraindo a frequência da portadora e uma voz humana tornou-se audível. O alcance desse sistema de comunicação atingiu vários quilômetros.
Mas vamos falar sobre designs de apitos. Vamos começar com o mais simples (Fig. 2). Pegue duas tiras de lata. Dobre um deles, como mostra a figura, em zigue-zague, e o outro com um suporte e solda juntos. Se você apertar os orifícios laterais do produto entre o polegar e o indicador e soprar no tubo, poderá ouvir um apito. Se o apito for silencioso, você terá que fazer o ajuste. Consiste em encontrar a posição correta em relação ao tubo plano da extremidade da parte cilíndrica do apito. Um apito limpo e alto é produzido quando um jato de ar entra na parte cilíndrica, faz uma volta em torno dela e desvia para cima o fluxo de ar que sai do tubo. O fluxo na parte cilíndrica para, mas depois de um momento a barreira desaparece; uma nova porção de ar entra na parte cilíndrica, faz uma revolução ao longo dela e tudo se repete. Como resultado, um fluxo de ar sai do slot do apito, interrompido com alta frequência. Ele cria som. Após a primeira experiência bem-sucedida, faça vários apitos com uma parte cilíndrica de diferentes diâmetros de 5 a 20 mm. Quanto menor o diâmetro da parte cilíndrica, maior a frequência do som. Um apito com diâmetro inferior a 5 mm já pode produzir ultrassom. Só você não vai ouvir, então terá que configurar esse apito com um osciloscópio e um microfone. Você verá o ultrassom na tela como um segmento de uma sinusóide. O apito é ajustado até que sua amplitude máxima seja obtida. Bem, se você não tem um osciloscópio, tente encontrar uma linguagem comum com um gato ou um cachorro...
O apito descrito é fácil de fabricar e ajustar. Mas um apito cilíndrico é muito mais eficaz (Fig. 3). Com cerca de um metro de comprimento, emite um som com frequência de 100 a 150 Hz e pode substituir o apito de um navio a vapor. Com um comprimento de vários milímetros, o apito se transformará em um apito Galton com frequência de até 60 Hz.
Na Figura 4, você vê um apito ultrassônico projetado para controlar modelos. É alimentado por um bulbo de borracha e está equipado com um refletor parabólico que direciona o som a uma distância de até 25 m. Tendo treinado o cão para responder ao seu som, você pode mostrar vários truques com ele. Autor: A.Ilyin
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