Введение в технику физического эксперимента (ВТФЭ)

Задача-демонстрация. Звук в чашке кофе

Задача-демонстрация. Звук в чашке кофе. (MP4, 800x450) Новосибирск: КОФ НГУ. Видео, 2012. - 0.03.08

Насыплем в чашку несколько ложек сахара и ложку растворимого кофе. Нальем немного (1-2 чайные ложки) воды и начнем быстро взбивать смесь сахара, воды и кофе в чашке. Через некоторое время в чашке будет сметанообразная масса. Нальем в чашку горячей воды из чайника (почти полную чашку) и быстро не останавливаясь размешиваем полученную смесь в стакане. Закончив размешивать, держа чашку в воздухе за ручку начинаем стучать ложкой по донышку, нанося удары вертикально – сверху вниз. Сначала звук будет низким, но после каждого удара он будет становиться все выше и выше. Иногда можно получить разницу в тональностях звука большую, чем в две октавы. Опыт можно повторять многократно – после каждого размешивания звук будет опять низким.

Предложите физическую модель, объясняющую наблюдаемое явление.

Вопросы
1. Какова роль пузырьков газа в наблюдаемом явлении? Как их присутствие влияет на частоту колебаний?
2. Что становится со всплывшими пузырьками?
3. Предложите ближайший аналог – механический осциллятор, описывающий колебания в чашке.