Fizik

Rezonans Nedir? Sesimiz İle Bardak Kırmak Mümkün müdür?

Titreşebilen tüm nesnelerin doğal bir salınım frekansı vardır. Bir cetvelin bir ucunu masa üzerine sabitler ve boşta kalan ucu aşağıya doğru bastırıp aniden serbest bırakırsanız, cetvel, malzemeye, boyutuna ve şekline bağlı olarak doğal frekans ile titreştirecektir. Rezonans, titreşebilen bir nesneye harici bir salınım kuvveti uygulandığında meydana gelir.

Tıpkı elektrik gibi ses de bir enerji şeklidir. Dalgalar halinde çeşitli maddelerden geçer. Bir ses dalgası belirli bir nesneyle temas ettiğinde, o nesnede bulunan parçacıkları uyararak titremesine neden olur. 1 saniye boyunca tek bir noktadan geçen dalga sayısına frekans denir. Hertz cinsinden ölçülür. Her malzemenin kendi parçacıklarının titreştiği belirli bir rezonans frekansı (veya doğal frekansı) vardır. Bir dalganın titreşimlere neden olması için frekansı nesnenin rezonans frekansı aralığında olmalıdır.

Farklı frekans ve yoğunluklardaki ses dalgaları

Rezonans bir camın kırılmasına neden olabilir mi?

Filmlerde, veya TV şovlarında muhtemelen birçok kez gördüğünüz bir sahne vardır. Bir kadın (genellikle bir opera sanatçısı) yüksek sesle bağırır veya şarkı söyler, bunun sonucunda da çevresindeki camlar kırılmaya başlar. Peki bu gerçekten mümkün müdür? Yıllar önce, şarkıcı Ella Fitzgerald’ın (1917–1996) Memorex kasetlerinin reklamında bu fizik deneyini ekranlara taşımıştı. Reklamı aşağıda izleyebilirsiniz.

Bardağa parmağınızla vurduğunuzda çıkan tınlama sesinin frekansı, o bardağın doğal frekansı yani rezonans frekansıdır. Bu frekans insanın ses çıkarma aralığı içinde kalır. Yani bir şarkıcı (ya da bağıran herhangi bir kişi) aynı notayı çıkarabilirse, seslerinin ürettiği dalgalar camı titreştirmeye başlar. Ses ne kadar yüksekse cam o kadar şiddetli titreşir ve kırılma olasılığı o kadar artar. Bir camı kırmak için dalgaların frekansı 550 Hertz civarında olmalıdır. Eğer bir kişi bu frekansta ses çıkartabilirse camı kırabilir. Ancak bir camı kırmak için sesin frekansını tutturmak yeterli değildir. Bir diğer önemli faktör, ses dalgasının yüksekliği veya yoğunluğudur. Ses, cam parçacıklarını güçlü bir şekilde titreştirmek için yeterli enerjiyi taşımalıdır. Normal bir insan sesi ile bunu başarmak çok az olasılıktadır. Bu nedenle sesin yoğunluğunu gerekli seviyeye yükseltmek için yapay yöntemler (elektronik ekipmanlar) kullanmak gereklidir.

Boş bir bardağın kırılması, dolu bir bardağa göre daha kolay olacaktır. Ayrıca, camın yapısındaki küçük kusurlar, ideal zayıf noktalar sağladığından camın daha kolay kırılmasını sağlayacaktır. Yani, sadece insan sesiyle cam kırmak mümkündür, ancak bu kolay bir iş değildir.

Rezonans Aracılığıyla Müzik de Yapılabilir

Bir ses dalgasının enerjisi yeterince büyükse, bir kristal şarap kadehi parçalayabilir. Ancak genlik daha küçük olduğunda, şarap kadehi bir ses üretir. Parmağınızı ıslatıp bir bardağın etrafında döndürmeyi denemişseniz hatırlarsınız. Eğer bunu doğru yaparsanız bardaktan ıslık gibi bir ses çıktığına şahit olursunuz. Islak parmağın cama sürtünmesi sonucunda cam, çevredeki havayı titretmek ve sürekli bir uğultu sesi yaratmak için yeterli enerjiyi üretir. Bu prensip doğrultusunda, 1761’de Benjamin Franklin (1706–1790) armonika adını verdiği bir müzik aleti icat etmişti. (Günümüzde cam mızıka olarak bilinmektedir.). Bu müzik aletinde çeşitli büyüklükteki kadehler dönen bir şafta tutturulmuştur. Wolfgang Amadeus Mozart dahil 100’den fazla klasik müzik bestecisi, cam mızıka için besteler yapmıştır. Dinlemek isterseniz.

Kaynaklar:

  • Can You Really Break A Glass By Screaming?; https://www.scienceabc.com/
  • Charles Liu; The Handy Physics Answer Book; 2021, Visible Ink Press

Matematiksel

Sibel Çağlar

Yola Kadıköy Anadolu Lisesi ile başladım. Ardından gelen tesadüfler, zamanında pek de sevmediğim, matematik ile yolumu kesiştirdi. Sonucunda Marmara Üniversitesinde İng. Matematik öğretmenliğinden mezun oldum. Zaman akıp gitti; bu süreçte ben de çeşitli özel eğitim kurumlarında matematik öğretmenliği ve eğitim koordinatörlüğü yaptım. Bu esnada da bol bol matematik ile ilgili serzenişlere şahit oldum. Ne yapmalı diye düşünürken, aklıma bu site fikri geldi. 2015 yılında matematiksel.org web sitesini kurdum. Amacım bilime ve özelinde matematiğe ilgiliyi arttırmaktı. Matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarının da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Yolumuz uzun ama kesinlikle çok keyifli.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Başa dön tuşu