Hrající trubky

Pokus číslo: 2102

  • Cíl pokusu

    Cílem toho pokusu je ukázat, že trubky o různých délkách umí vydávat zvuk o různých tónech.

  • Teorie

    Zvuk je mechanické vlnění s frekvencemi přibližně 16 Hz až 20000 Hz, na které je citlivé lidské ucho. V každém prostředí se zvuk šíří jako podélné vlnění, to znamená, že kmity jsou rovnoběžné se směrem šíření vlny. V pevných látkách se zvuk může šířit také jako příčné vlnění, při němž jsou kmity kolmé ke směru šíření vlny.

    Rychlost zvuku ve vzduchu o teplotě 20 °C je přibližně 343 m·s−1. Známe-li rychlost zvuku \(v\) a jeho vlnovou délku \(\lambda\), můžeme vypočítat jeho frekvenci \(f\) ze vztahu

    \[f = \frac{v}{λ}.\]

    Trubka vydá tón tak, že do jejího konce udeříme nataženou dlaní. Po úderu se stlačený vzduch začne šířit trubkou, na volném konci trubky se část vlnění odrazí a v trubce vznikne stojaté podélné zvukové vlnění. Frekvence tohoto vlnění závisí na délce trubky.

  • Pomůcky

    Jedinou pomůckou jsou hrací trubky o různých délkách. K jejich výrobě potřebujeme instalatérské trubky o průměru přibližně 2 cm, které seřízneme na příslušnou délku, aby trubka vydávala požadovaný tón. Délky trubek odpovídající jednotlivým tónům jsou uvedeny v následující tabulce:

    tón délka trubky (mm) frekvence (Hz)
    C1 328 262
    D 290 294
    E 258 330
    F 243 349
    G 216 392
    A 193 440
    H 170 494
    C2 159 523

    Na obr. 1 je zachyceno pět trubek s vyznačením tónu, který trubka po úderu vydává. Trubky jsou označeny barvami, pomocí kterých je pak vytvořen „notový“ záznam (příklad takového záznamu je přiložen v sekci Vzorový výsledek).

    Obr. 1: Hrací trubky
  • Vzorové provedení

    • Tón vzniká úderem nataženou dlaní do jednoho z konců trubky (viz obr. 2).

    Obr. 2: Úder na trubku
    • S použitím pěti trubek zobrazených na obr. 1 (= pěti různých tónů) lze zahrát například skladby Ovčáci, čtveráci, Běží liška k Táboru nebo Sedí liška pod dubemZDE si můžete stáhnout jejich „notový“ zápis v barvách jednotlivých trubek.

  • Metodické poznámky

    • Studentům je nutné na úvod předvést, jak se na trubky hraje (jeden úder dlaní = jeden tón).

    • Učitel se při hraní písničky ujímá role dirigenta a ukazuje na příslušné barevné noty ve chvíli, kdy mají být zahrány.

    • S pomocí více různě dlouhých trubek lze zahrát i poměrně komplikované skladby, jak ukazuje například níže uvedené video převzaté z YouTube:

Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od 2. stupně základní školy
Potřebné vybavení: vyžaduje specifické pomůcky
Čas přípravy pokusu: delší než 10 minut
Čas provedení pokusu: 3–10 minut