Musica molle

Continuiamo a lavorare sui suoni nei materiali. Ci siamo occupati di molle.
Come sempre, usiamo le lastrine piezoelettriche, sia come altoparlante sia come microfono. Il microfono piezo è a contatto ed è quindi il più adatto a sentire i suoni nei materiali.
Per prima cosa Sabrina prova a far viaggiare il suono sia nel ripiano di legno sia nella gamba metallica del nostro carrello.

Poi comincia a usare le molle. La prima è piuttosto rigida.

La seconda è meno rigida, con spire più "fitte" e dà molta soddisfazione.

La terza l'abbiamo tolta a un gioco: il classico telefono a spago dove lo spago è sostituito con una molla. Come telefono non funziona un granchè, ma la molla ci porta quasi in Guerre stellari.

Sul muro del laboratorio Materiali ci sono due pannelli metallici portautensili, che usiamo per appendere alcuni degli oggetti che ci servono nelle attività con studenti e visitatori. Ne abbiamo usato uno per realizzare un "circuito sonoro".

Appena Sabrina appoggia l'altoparlante sul pannello metallico si sente un po' di musica: il pannello e la lastrina diventano un grosso altoparlante.

E per chiarire che quello piezoelettrico non è un microfono come gli altri ...

Le puntate precedenti del lavoro sui suoni nei materiali sono:
Prove propagazione suono nell'acqua
Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!
Suoni nell'acqua: una grossa correzione
Suoni nell'acqua: trovato l'errore!
Cosa bolle in pentola?

Suoni nell'acqua: trovato l'errore!

"abbiamo fatto luce sul suono!" e quindi svelato il mistero che ammantava quello che pareva essere un semplice esperimento sulla propagazione dei suoni nell'acqua.
Un breve riassunto lo trovate
Qui: primo esperimento sulla propagazione dei suoni in acqua con trasduttori piezoelettrici
qui: iniziano i lavori di costruzione dei kit per il laboratorio
qui: la scoperta dell'errore, nei commenti si trova anche la descrizione del resto delle prove che abbiamo effettuato, ovvero mettere tutti i cavi in ammollo nello stesso contenitore pieno d'acqua.

Insomma, cosa succede? La propagazione del suono non c'entra niente, c'entra invece la propagazione del segnale elettrico. Pensavamo fosse impossibile avendo messo tutti i fili "in corto" nell'acqua, ma ci sbagliavamo! Infatti nessuno dei fili è proprio in corto, l'acqua offre una certa resistenza elettrica ( Per avere un'idea un centimetro "lineare" di acqua del museo ha una resistenza di circa 60 ohm) e non si comporta quindi come un perfetto conduttore! Riporto lo schema semplificato dell'esperimento che abbiamo svolto qui accanto.

Il primo dei tre circuiti rappresenta il nostro sistema composto da un lettore musicale (a sinistra) i cui cavi di uscita privati dell'altoparlante sono stati messi in acqua insieme ad i cavi di ingresso di un amplificatore per chitarra elettrica (sulla destra).
Quel groviglio di resistenze al centro rappresenta la resistenza che offre l'acqua al passaggio di corrente elettrica tra tutti e quattro i fili immersi. Gli altri due circuiti subito sotto rappresentano, insieme, un'ulteriore semplificazione del primo circuito. (Ecco in verità bisogna fare la differenza tra i due circuiti dato che se provaste a seguire l'andamento della corrente col dito vi rendereste conto da soli che è di verso opposto in uscita Vo ) Ma anche senza perdersi in difficili calcoli è  evidente come l'equazione in fondo sia ben diversa da "zero", ovvero la tensione in uscita Vo totale dipende dalla tensione in ingresso Vi in relazione a tutte le resistenze del circuito, che in questo caso variano al variare della distanza dei cavi immersi in acqua.
Non è chiaro qualcosa? Non torna qualche conto? Aggiungete tutti i commenti qui sotto!

Suoni nell'acqua: una grossa correzione

Prima del periodo di ferie avevamo provato a usare un microfono piezoelettrico immerso nell'acqua. A un certo punto abbiamo immerso anche un piccolo altoparlante con risultati fantastici: http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/08/prove-propagazione-suono-nellacqua.html.
Ora abbiamo ripreso le prove e abbiamo sostituito l'altoparlante (tipo cuffia ad archetto) con una capsula piezoelettrica. L'effetto c'è, il microfono immerso ci fa sentire bene il suono inviato al piezo-altoparlante. Abbiamo provato a sostituire l'acqua con lo shampoo e va ancora meglio. Tutti contenti.

Poi ci siamo accorti che stavamo sbagliando, e parecchio. In effetti abbiamo capito che il segnale elettrico che arriva all'altoparlante viaggia nel liquido e arriva ai contatti del microfono piezo, anche se abbiamo coperto di colla a caldo una delle sue facce, isolandola elettricamente. Insomma, sembra proprio che quello che sentiamo non sia dovuto alla propagazione del suono nell'acqua ma alla propagazione del segnale elettrico. Non capiamo bene come funzioni, e fondamentalmente non capiamo in dettaglio la situazione elettrica sulle due facce della capsula piezoelettrica. Bisogna studiarci un po'.

Percorso sul suono, laboratorio materiali, i lavori procedono!

Cosa stiamo combinando?

Stiamo preparando il materiale per il nuovo percorso sul suono all'interno del Laboratorio di Materiali.

Sul banco da lavoro si trovano degli amplificatori di vario genere, dei microfoni tradizionali, dei microfoni "un po' speciali" e dei piccoli altoparlanti.

Molto spesso questi oggetti di tipo comune come questi vengono da noi presi e modificati/aperti/rotti/aggiustati/incollati/saldati/pegati/etc per questioni di necessità -ad esempio l'oggetto che ci serve non è stato ancora inventato- oppure come in questo caso semplicemente per aumentarne la robustezza e quindi permettere ai visitatori di farne l'uso più inappropriato possibile "...come suona un microfono se ci salgo sopra con la sedia?!?" ecco.

Qualcuno dei test già eseguiti lo trovate QUI!

Prove propagazione suono nell'acqua

Stiamo preparando un nuovo percorso sul suono per il laboratorio di materiali: cosa succede quando i suoni incontrano appunto diversi materiali?

Abbiamo cominciato la sperimentazione effettuando delle prove con dei piccoli diffusori acustici - altoparlanti tipo cuffie ad archetto - e dei microfoni piezoelettrici immersi in un contenitore pieno di acqua.

 

Con grande stupore ci siamo resi conto di quanto i collegamenti elettrici non risentano per niente della presenza dell'acqua (poi, per scrupolo di sicurezza, abbiamo isolato e sigillato i contatti elettrici con la colla a caldo) e di quanto bene funzioni il microfono piezoelettrico in immersione: si comporta come un perfetto idrofono. (successivamente ci siamo accorti di un grosso errore, vedi http://lavorincorso-museoscienza.blogspot.it/2013/09/suoni-nellacqua-una-grossa-correzione.html)

Microfono piezoelettrico

Piezoelettrico lato collegamenti

Altoparlante recuperato da una cuffia

Tutto a bagno!!

E questa è solo una delle prove, un'altra la trovate qui!