L orchestra di Einstein

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1 Bergamoscienza 2016 L orchestra di Einstein Dal battito del cuore al concerto con l intera orchestra

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3 Il cuore oscilla Un po come un sistema massa-molla Calcoliamo il periodo Facciamo 10 oscillazioni e poi dividiamo il tempo per 10 E se raddoppiamo il peso? E se accorciamo la molla? Proviamo!

4 E con un pendolo? Proviamo! Calcoliamo ancora il periodo e poi raddoppiamo il peso o accorciamo la corda

5 Oscillazioni Sistema massa - molla Moto armonico semplice Forza = - k (costante della molla) Δx (spostamento dall equilibrio) T (periodo - s) = 1 / f (frequenza - Hz) T = 1/2π (m/k) 1/2 m (massa) Pendolo per piccole oscillazioni T = 1/2π (l/g)1/2 l (lunghezza), g (acc. di gravità)

6 Vibrazioni Le vibrazioni meccaniche si trasmettono nei mezzi e a volte si trasformano in suoni

7 Onde Si trasmettono nei mezzi e anche nel vuoto Trasversali Onde nell acqua, elettromagnetiche Longitudinali Onde sonore

8 Onde stazionarie Per una corda fissa agli estremi si possono stabilire solo alcuni modi discreti di vibrazione dovuti al fatto che devono sempre esserci due nodi agli estremi della corda armonica Armoniche su una corda fissa ai due estremi: lunghezza d'onda frequenza (v velocità di propagazione) nodi antinodi 1 λ 1 = 2L f 1 = v / 2L λ 2 = L f 2 = v / L λ 3 = 2 L / 3 f 3 = 3 v / 2 L 4 3 Formula generale λ n = 2 L / n f n = n v / 2 L n+1 n

9 Le caratteristiche del suono

10 Le caratteristiche del suono. Altezza del suono (frequenza del suono) L orecchio umano può sentire i suoni compresi tra 16 e hertz. Intensità del suono (ampiezza dell onda) L intensità del suono si misura in decibel. Con i decibel si misura la pressione acustica provocata dal suono nel mezzo di propagazione. Timbro del suono (forma dell onda) Il timbro è la caratteristica che ci consente di distinguere il suono di uno strumento da un altro.

11 L orecchio

12 L udito - Cosa sentiamo?

13 L udito - Cosa sentiamo?

14 Campo di udibilità

15 La nostra voce Il microfono alla cantante!

16 Semaforo che sente

17 La Velocità del Suono è la velocità con cui un suono si propaga in un certo ambiente, detto mezzo varia a seconda del mezzo (ad esempio, il suono si propaga più velocemente nell'acqua che non nell'aria) varia anche al variare delle proprietà del mezzo, specialmente con la sua temperatura Nell'aria a 20 C, la velocità del suono è di 343,8 m/s (pari a 1237,68 km/h)! Nei fluidi, la velocità del suono segna il confine tra due regimi di moto completamente diversi: regime subsonico e regime supersonico. Boom Sonico (bang supersonico)

18 Calcola la tua distanza dal Fulmine La differenza nella percezione tra il fulmine e il tuono, è dovuta al fatto che la luce viaggia molto più rapidamente del suono 1. Guarda in cielo per scorgere il lampo 2. Conta i secondi che trascorrono prima di sentire il tuono 3. Calcola la distanza dal lampo in chilometri. Il suono si propaga nell'aria alla velocità di un chilometro ogni tre secondi. Quindi dividi per 3 il numero dei secondi intercorsi per conoscere la distanza del fulmine in chilometri.

19 Aria e suono? Vento v < 100 m/s Velocità? Suono nell aria v = 340 m/s Elettromagnetiche nel vuoto c = km/s

20 Tubo di fuoco Aria calda e suono

21 Il mare, la pioggia, i tuoni Body percussion Tamburello onda del mare Tuono Bastone della pioggia

22 Il suono si sente anche se non lo sentiamo Spouting bowl Cucchiai e mestoli Campana tibetana

23 Il suono a distanza

24 Il suono passa tra le mani

25 Concerto di campanelle

26 Più grande, più grave

27 Strumenti sonori

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29 La tromba, sì la tromba, ho voglia di suonare Ma ecco che il mio gatto si mette a sbadigliare Un rock con la chitarra io provo a improvvisare La mamma che mi chiama : «è pronto da mangiare». Musica musica musica musica Musica musica musica musica E con il mio sassofono io provo un po' a jazzare Con questo raffreddore non riesco a respirare Un blues un po' stonato, adesso ve lo suono Ma il pianoforte è chiuso : le chiavi dove sono? E con un basso strano mi voglio divertire Ma proprio in quel momento il bus sta per partire Un brano con il flauto io provo ad eseguire Ma i buchi sono chiusi : lasciatemi gridare! Ma per fortuna il sogno sta quasi per finire Però un po' mi piaceva : lasciatemi dormire Sembrava tutto vero, suonavo con passione La mamma che mi chiama : «ti svegli dormiglione?»

30 Strumenti a fiato Lunghezza doppia Hanno la stessa frequenza se il tubo è chiuso

31 Concerto con i tubi Twinkle, twinkle, little star F F C C D D C B B A A G G F C C B B A A G C C B B A A G F F C C D D C B B A A G G F

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33 La riconoscete? FGAF FGAF ABC ABD CDCBAF CDCBAF GCF GCF

34 E questa? AAA AAA ACFGA BBB BBAA AAGGAGC

35 Ioana Butu Giorgio Häusermann Il Giardino della scienza Ascona Albert Einstein newyork/ Marco Miranda Technorama Swiss Science Centre