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).
Vzorové provedení
Tón vzniká úderem nataženou dlaní do jednoho z konců trubky (viz obr. 2).
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 dubem – ZDE 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:
