Jak to funguje
Oobleck je nenewtonská kapalina. To znamená, že se nemusí nutně řídit zákonem sira Isaaca Newtona o viskozitě. Když na tekutinu působí síla, chová se jako pevná látka. Když na tekutinu působí malá nebo žádná síla, chová se jako kapalina. Tyto rozdíly ve stavech hmoty můžete zažít několika různými způsoby. Zde jsou některé z našich oblíbených:
- Naplňte mísu Oobleckem a do tekutiny udeřte. Zdálo se ti, že se chová jako pevná látka? Co se stane, když do míchací misky pomalu strčíš ruku? Chová se jako kapalina?“
- Naplň misku Oobleckem a rychle do tekutiny píchni prstem. Podařilo se ti dosáhnout na dno? Co se stane, když do tekutiny strčíš prst velmi pomalu? Dosáhneš nyní na dno?“
- Uchop hrst Ooblecku a zkus ho v ruce srolovat do pevné kuličky. Co se stane, když přestaneš působit silou? Prokapává ti mezi prsty jako kapalina?
Když působíš silou na tekutinu, nutíš dlouhé molekuly škrobu v Ooblecku, aby se přiblížily k sobě. Působením této síly se voda zachytí mezi řetězci škrobu a vytvoří polotuhou strukturu. Po uvolnění tlaku Oobleck opět teče.
Vytváří příšerky zvuk?
Přestože je v tomto experimentu zapojen zvuk, ve skutečnosti to není zvuk, který oživuje tekutinu Oobleck do tvarů připomínajících příšerky. V tomto případě vytváří příšerky samotný reproduktor, který při vibracích silou vytlačuje tekutinu nahoru. Stejně jako ve výše uvedeném příkladu, když do Ooblecku udeříte pěstí, chová se tekutina při působení přímé síly jako pevné těleso. V tomto případě se tekutina pohybuje směrem ven a neustále se na sebe vrství.
Proč fungují lépe nižší zvuky?
Nižší zvuky neboli nižší frekvence vytvářejí delší průběhy. Vyšší zvuky neboli vyšší frekvence vytvářejí kratší průběhy. To znamená, že jedna vlna o nižší frekvenci urazí delší vzdálenost. Když reproduktor vibruje, pohybuje se dovnitř a ven (nebo nahoru a dolů, když leží na zádech). Experiment s příšerkami z Ooblecku bude lépe fungovat při nižších frekvencích, protože reproduktor může působit silou na delší vzdálenost, když se pohybuje nahoru pod kaluží tekutiny Oobleck. To umožní, aby se více molekul Ooblecku naskládalo na sebe, než se reproduktor přesune zpět dolů, a cyklus se opakuje.
Jinými slovy, síla je větší, když materiál kužele reproduktoru vibruje při nižších frekvencích, protože síla působí po delší dobu a na delší vzdálenost. Je to jako úder zespodu do Oobleck, znovu a znovu.
Pokračujte dál
Zachyťte to na video.
Pokud se rozhodnete svůj experiment natočit, může se vám stát, že jakmile se ozve zvuk, budou vaše videozáznamy vypadat rozostřeně. Věřte tomu nebo ne, ale existuje pro to vědecké vysvětlení.
Pokud jste někdy natáčeli auto a všimli jste si, že se kola auta točí dozadu, pak možná tušíte, o co tady jde. Vibrace reproduktoru nejsou synchronizovány se snímkovou frekvencí vaší kamery – to znamená, kolikrát se reproduktor pohne nahoru a dolů v porovnání s počtem snímků zachycených za sekundu vaší kamerou.
V našem příkladu jsme museli zvýšit snímkovou frekvenci naší kamery z 30 fps na 60 fps a stále to bylo trochu rozmazané. Některé chytré telefony však mohou dosáhnout až 120 fps nebo 240 fps. Vyšší snímková frekvence vám umožní zachytit více snímků za sekundu, čímž v podstatě zachytíte více snímků pohybu mluvčího, a výsledkem bude plynulejší a jasnější pohyb ve videozáznamu.
Připojení k vědeckému veletrhu
Postupujte podle návodu k vědeckému veletrhu a zkuste experimentovat s některými z těchto proměnných:
- Jak reagují příšerky z hobleku na různé frekvence?
- Nízké – 20 až 250 Hz
- Nízké-střední – 251 Hz až 500 Hz
- Střední – 500 až 4 000 Hz
- Vysoké – 4 001 Hz až 20 000 Hz
- Jak reagují příšerky Oobleck na různé hlasitosti?
- Jak reagují různé barvy Ooblecků na černé světlo
- Některé aplikace pro chytré telefony nabízejí různé typy zvukových vln. Jak reagují příšerky Oobleck na sinusové vlny? A co vlny čtvercové a pilové?“
- Jak při natáčení experimentu ovlivní různé nastavení snímkové frekvence na fotoaparátu čistotu záznamu? Co se stane, když změníte snímkovou frekvenci? Co se stane, když změníte frekvenci zvuku?
*Poznámka: Nezapomeňte, že pro získání přesných údajů chcete testovat vždy jen jednu proměnnou.