ввела в Яндексі питання - чому крейда скріпить - відкрилася ваша сторінка. випадково, ви не знаєте відповіді на це питання? дуже цікаво чому
Що ж, спробуємо відповісти Тетяні на питання, чому скрипить крейда.
Спочатку повторимо опис умов, при дотриманні яких крейда починає скрипіти, а потім зупинимося на фізичних процесах, що відбуваються з шматочком крейди при терті об дошку.
Мел, яким пишуть по дошці, має властивість скрипіти. Втім, ви повинні це знати. Не те, щоб він завжди скрипить. Але як рипнуть - мало не здасться. Свого часу я досліджував умови виникнення цього явища. Найголовніша умова - крейда повинен бути досить довгим. Таким, яким він буває в упаковках. Короткі шматочки крейди не скриплять.
Від дошки теж багато що залежить. Ідеальний варіант - скляні матові дошки. Мел потрібно тримати за один кінець, притиснувши його до дошки, щоб інший кінець був вільним. Мел повинен бути розташований майже перпендикулярно до поверхні дошки, вільний кінець можна трохи відхилити проти напрямку руху. Досить почати пересувати крейда, як лунає гучний скрип, що приводить оточуючих в замішання.
На інших дошках - результат менш передбачуваний, можливо, доведеться експериментально підібрати оптимальний тиск і кут відхилення. Якщо дошка не «заспівала», можна спробувати провести описану процедуру на віконному склі. Воно при цьому не дряпається, так як крейда м'якше скла. Слід зазначити, що потрібно не перестаратися в ізвлеканія звуків, так як крейда може поламатися. Утворені шматочки занадто короткі, і вони не співають.
Ясно, що крейда видає такі звуки тому, що робить коливання. Логічно припустити, що коливання носять характер стоячої хвилі. Один кінець крейди утримується, в цьому місці утворюється вузол стоячої хвилі. Другий кінець вільний, там знаходиться пучность. В таких умовах максимальна довжина стоячої хвилі в чотири рази більше довжини шматочка крейди. Знаючи швидкість звуку в крейді, можна прикинути період коливань, а, значить, і частоту. Оцінки показують, що частота приблизно відповідає звуковим відчуттям.
Такий підхід дозволяє пояснити, чому короткі шматочки крейди не скриплять. Навіть якщо в процесі письма вони коливаються, частота цих коливань занадто висока, і ми їх просто не чуємо.
Проблема точних обчислень в тому, що крейда не має постійного складу, тому немає особливого сенсу шукати в довідниках швидкість звуку в крейді. Однак з конкретним шматочком цілком можна провести кілька експериментів і зрозуміти, що ж з ним відбувається насправді.
Залишається питання про те, з якого джерела поповнюється енергія стоячій хвилі. Як випливає з досвіду, для скрипу крейди потрібні спеціальні умови. Це спостереження відкриває відповідь: енергія поповнюється за рахунок особливого режиму тертя між крейдою і дошкою. Такий режим тертя виникає досить часто, і навіть має практичне значення. Ось що з цього приводу написано в журналі «Квант»:
Досліди з рухом кулі в стволі показали, що зі збільшенням швидкості кулі величина сили тертя спочатку швидко убуває, потім вона зменшується все повільніше, а потім (при швидкостях більше 100 м / с) починає зростати.
Цікаво, що приблизно таку ж залежність від швидкості має сила тертя смичка про струну. Саме тому ми можемо слухати гру на смичкових інструментах - скрипці, віолончелі, альті.
При рівномірному русі смичка струна захоплюється їм і натягується. Разом з натягом струни збільшується сила тертя між смичком і струною. Коли величина сили тертя стає максимально можливої, струна починає прослизати щодо змичка. Якби сила тертя не залежала від відносної швидкості змичка і струни, то, очевидно, відхилення струни від положення рівноваги не змінювався б. Але при прослизанні тертя зменшується, тому струна починає рухатися до стану рівноваги. При цьому відносна швидкість струни збільшується, а це ще зменшує силу тертя. Коли ж струна, зробивши коливання, рухається в зворотному напрямку, її швидкість щодо змичка зменшується, смичок знову захоплює струну, і все повторюється спочатку. Так порушуються коливання струни. Ці коливання незгасаючі, оскільки енергія, втрачена струною при її русі, кожен раз заповнюється роботою сили тертя, підтягувала струну до становища, при якому струна зривається.
Механізм поповнення енергії коливань крейди точно такий же. Таким чином, між походженням прекрасних звуків скрипки і противного «вереску» крейди, як не дивно, багато спільного :)