2019-10-12
Зажмите кончиками пальцев обеих рук резиновую полоску длиной около 5 см, а затем попросите товарища слегка щелкнуть по резине. Послышится звук. Потом растяните полоску в 2, 3, 4, 5 раз, не меняя массу полоски между руками, и повторите ту же процедуру. Обсудите результаты наблюдения. Почему ничего похожего не происходит со струной скрипки?
Решение:
Частоты колебания резины пропорциональны корню квадратному из отношения натяжения $T$ к линейной плотности $\sigma$ (см., например, решение к задаче 10903) и обратно пропорциональны ее длине, т. е. $\omega \sim \frac{1}{L} \sqrt{ \frac{T}{ \sigma} } $. Так как $T \sim L, \sigma \frac{1}{L}$, то ясно, что частоты колебания такой резины не зависят от ее длины. Поэтому высота звука такой «струны» будет все время одинаковой. Иначе обстоит дело для скрипичной струны, поскольку для струны $\sigma = const$ и $L = const$. Поэтому с увеличением натяжения струны звук получается более высокой частоты.