Metronomit heilahtelevat tahdissa

Liike yhtenäistää 64 metronomin heilahtelun

Kokonainen metronomien armeija alkaa aivan uskomattomalla tavalla heilahdella samaan tahtiin, kun laitteet liikkeen välityksellä vaikuttavat toisiinsa.

keskiviikko 7. lokakuuta 2015

Liike on läsnä kaikkialla: sen vaikutus näkyy niin avaruudessa kiitävissä raketeissa kuin korkeushyppykisaan osallistuvan urheilijan taidonnäytteessäkin.

Liike voi myös saada suuren metronomien joukon heilahtelemaan samassa tahdissa.

Heilurien liike yhtenäistyy

Metronomit auttavat soittajia pysymään oikeassa tahdissa. Siksi on välttämätöntä, että metronomeissa on täsmällinen rytmi.

Alla olevan videon esittämässä kokeessa 64 metronomia käynnistettiin sattumanvaraisessa järjestyksessä ja niissä oli aluksi eri tahti. Lyhyen ajan kuluttua rytmi muuttui lähes maagisella tavalla niin, että kaikki 64 metronomia yhtäkkiä heilahtelivat samassa tahdissa – kuin täsmällinen marssiosasto.

Metronomit tunnetaan musiikin maailmasta. Kuva: Shutterstock.

Liikkuva alusta vaikuttaa metronomeihin

Selitys erikoiseen ilmiöön on joustava alusta, jolle metronomit kokeessa oli sijoitettu. Juuri alustan liikehdintä aiheuttaa sen, että metronomit tietyn ajan kuluttua alkavat heilahdella samassa rytmissä.

Liikkeet eivät muuta metronomien nopeutta. Ne "tikittävät" koko ajan samalla nopeudella. Toisin sanoen niiden taajuus on vakio.

Sen sijaan amplitudi – se, miten pitkälle heiluri heilahtaa – voi vaihdella alustan liikkeiden mukaisesti. Alustalla metronomit pyrkivät synkronisoitumaan toistensa kanssa.

Värähtely synkronisoituu vähitellen

Yksittäinen metronomi, joka ei ole muiden kanssa samassa tahdissa, voi välillä tehdä suuria heilahdusliikkeitä ja välillä taas hyvin pieniä yrittäessään tavoittaa muiden tahdin. Lopuksi se saa tarkalleen saman amplitudin – värähdysliikkeen laajuuden – kuin muutkin, ja kaikki saavuttavat maksimaalisen amplitudinsa samaan aikaan. Siten ne ovat synkronisoituneet.

Metronomien tahti synkronisoituu siksi, että ne kuluttavat mahdollisimman vähän liike-energiaa silloin, kun ne liikkuvat tahdissa.

Juuri liike saa polkupyöräsi etenemään maantiellä ja raketin nousemaan avaruuteen. Lue lisää Salamakurssimme liikettä käsittelevästä artikkelista, jonka voit ladata tästä:

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: