Феномен_поющей_воды_звук_и_техника_воздействия (1)

1.

Поющая вода

2.

Как формируется звук
при ударе по воде?
• Звук — это механические
колебания, распространяющиеся
в упругой среде (воздухе, воде).
Когда мы бьем по воде,
происходит сложный процесс,
который можно разбить на
этапы:

3.

Вода — универсальный
музыкальный инструмент
1. Передача энергии: Ваша рука (или предмет) обладает кинетической
энергией. В момент удара эта энергия передается поверхности воды.
2. Всплеск и образование полости: Энергия уходит на вытеснение воды,
создавая брызги и временную полость (как при прыжке в воду). Это
создает низкочастотный, шумовой звук.
3. Колебания поверхности и объема: Основная часть музыкального звука
возникает из-за быстрых колебаний самой воды и воздушной полости,
которая образуется под вашей рукой в момент удара. Ваша рука не
просто плоская, она захватывает некоторый объем воздуха и "хлопает"
им по поверхности.

4.

Факторы влияющие
на качество звука
• Температура воды: Изменение температуры
влияет на вязкость и плотность воды, что
приводит к изменению скорости
распространения волн и резонанса.
• Тип контейнера: Форма и материал сосуда
определяют резонансные частоты
и акустическое сопротивление.
• Состав жидкости: Наличие примесей может
изменить физические свойства воды, такие как
плотность и вязкость, что напрямую влияет
на характер производимых звуков.

5.

Основная модель:
Звук от колебаний
воздушного пузыря
• Наиболее музыкальные, тональные
звуки возникают из-за
колебаний воздушной полости
(пузыря), захваченного рукой при
ударе. Это явление аналогично
колебаниям пузыря в воде или работе
водяного барабана.
• Для сферического воздушного пузыря
в воде его собственная частота
колебаний (f) описывается формулой
Миннарта:

6.

Как техника влияет
на формулу?
• Когда музыкант меняет глубину погружения и
форму ладони, он изменяет эффективный объем, а
следовательно, и радиус R захваченного пузыря.
• Глубже погружение / больше чаша → Больший
объем воздуха (больший
R) → Частота f уменьшается → Звук становится ниже.
• Меньше глубина / меньше чаша → Меньший объем
воздуха (меньший
R) → Частота f увеличивается → Звук становится
выше.

7.

Модель
вынужденных
колебаний и
громкость
• Звук возникает из-за вынужденных
колебаний, инициированных ударом.
• Громкость (Уровень звукового давления)
• Громкость связана с амплитудой колебаний
поверхности воды/пузыря. Энергия,
передаваемая при ударе, рассчитывается как
кинетическая энергия:

8.

Как техника влияет на
формулу?
• Сила удара: Увеличение скорости руки v
приводит к квадратичному росту
переданной энергии E. Большая энергия ->
большая амплитуда колебаний -> большая
громкость.
• Площадь контакта: Удар всей ладонью
увеличивает эффективную массу m, что
также ведет к увеличению переданной
энергии и громкости.

9.

Модель затухающих
колебаний и
длительности звука
• Звук от удара по воде быстро
затухает. Это описывается моделью
затухающих колебаний: