Механический художник из двух проигрывателей вершит невероятное (5 фото)

Хотите узнать, как получить впечатляющий рисунок с помощью двух советских проигрывателей? Смотрите и учитесь! :109:


Чтобы не повредить диск проигрывателя, картон лучше вырезать в виде кругов с отверстиями посередине, и уже к ним присоединять планки гармонографа.

«Если точка одновременно совершает два гармонических колебания в двух перпендикулярных друг другу плоскостях, суммарно она описывает сложноорганизованную траекторию, которая называется фигурой Лиссажу» – так объяснил это необычное явление французский математик Жан-Антуан Лиссажу, посвятивший в конце 19 века несколько исследований оптическому методу сложения гармонических колебаний. По мнению Лиссажу, на форму фигур влияют период каждого из колебаний, его фазы и амплитуды.

Взгляды ученого нашли отражение в работах его последователей. Примерно в тот же период его коллега, профессор университета Глазго Хью Блэкберн, изобрел устройство, которое назвал гармонографом или «маятником Блэкберна». Это устройство состояло из маятника и прикрепленной к нему трубочки с анилиновыми чернилами.
Когда мы запускаем вращение маятника, трубочка рисует на листе картона очертания фигуры. В это время второй маятник приводит в движение платформу, к которой присоединен лист картона. В результате его импульса, поверхность, на которой вычерчивается фигура, тоже приходит в движение. Так, на бумаге появляется сложная фигура, частным случаем которой являются описанные выше фигуры Лиссажу. Таким образом с помощью гармонографа возможно создать бесчисленное количество сочетаний образов, которые в свою очередь дают бесчисленное количество гармонических фигур.


Поначалу траектория колебаний кажется хаотической, но постепенно обретает очертания правильной геометрической фигуры. На её форму влияют разные факторы: длина планок, скорость вращения пластинок, точки крепления планок к дискам, место установки фломастера, а также расположение устройств по отношению друг к другу. Ради любопытства можно добавить к системе третий и четвертый проигрыватели, а также усложнить конструкцию – к примеру, закрепив на планке несколько фломастеров разных цветов. Тогда результат получится ещё красивее.

Упрощаем процесс

К слову, Блэкберн и Лиссажу были не первыми математиками, интересующимися сложениями колебаний и гармонических фигур.
В 1815 году английский ученый Натаниэль Боудич написал статью на эту тему. К нему присоединился современник Джеймс Дин, посвятивший гармонографу несколько работ.
Боудич проводил исследования над «двойным маятником», то есть, маятником, к грузу которого прикреплен второй маятник. Это усложненная конструкция с двумя степенями свободы – при высокой скорости движения один груз сохраняет гармоническую траекторию, а другой приобретает хаотическую.
Большое внимание проблеме сложения колебаний и гармоническим фигурам уделил Генри Перигел – английский математик-любитель, прославившийся геометрическим доказательством теоремы Пифагора.
В 1835 году он изобрел устройство для черчения простейших гармонических фигур, которому дал название «геометрический зажим».

То, что мы планируем построить, больше напоминает именно геометрический зажим Перигела, чем гармонограф Блэкберна. Вернее сказать, наша система является их «гибридом».


Хотя термин «гармонограф» знаком очень немногим людям, созданные с его помощью – вернее, благодаря его компьютерной эмуляции – фигуры видел почти каждый, что пользовался компьютером в 1990-е годы. Одной из наиболее известных заставок в режиме бездействия экрана в те годы являлись как раз-таки гармонические фигуры, вращающиеся и пересекающиеся на чёрном фоне.
Припоминаете?
На снимке изображена фигура, которая получается с помощью классического маятникового гармонографа.


Первым делом мы уберём маятник, потому что его колебания, как ни крути, постепенно затухают, а для нас важно, чтобы вынужденные колебания имели стабильные частоту и амплитуду.
Для этой цели замечательно подойдет электрический метроном: когда два метронома стоят друг напротив друга, и к ним подсоединен один карандаш (ручка, рапидограф или любой пишущий предмет), на нарисованной им картине получается фигура Лиссажу.
Переставляя метрономы местами или меняя частоту их биения, можно создавать разные виды фигур – иными словами, это упрощенная версия изобретения Блэкберна.

СДЕЛАЙ САМ
7 сайтов для продажи вещей, о которых вы не знали

СДЕЛАЙ САМ
8 реальных изобретений, в которые трудно поверить

Вот только есть одна проблема – далеко не все хранят дома метроном, к тому же, целых две штуки. Это устройство в основном применяют в работе музыканты, танцоры, иногда психологи.
К счастью, существует ещё один способ соорудить гармонограф из подручных средств, или, во всяком случае, потратив небольшую сумму денег.


Фигура, которую можно построить с помощью классического маятникового гармонографа.


Музыка сфер

Оказалось, что начертить несколько гармонических фигур можно при помощи двух обыкновенных советских проигрывателей.

В офисе издания «Популярная механика» давно пылилась «Вега» ЭП-110, а в качестве второго инструмента взяли «Арктур-006». А вообще, подойдет совершенно любой граммофон – только желательно, чтобы скорость вращения можно было регулировать вручную.
Другие детали можно разглядеть на картинке. Устанавливает четыре деревянные планки, пару болтов, прикрепляем фломастер – и альтернативная версия гармонографа готова.
Изменяя расположение крепежей на пластинах проигрывателя, можно добиться разных по интенсивности колебаний. Такой вариант гармонографа, где колеблющиеся точки проходят не прямой, а кольцевидный путь, называется пинтографом. Но результат выглядит не менее красиво, чем фигуры начерченные при помощи классического маятника Блэкберна. Никакой практической пользы устройства на несут – зато позволяют увидеть наглядно, что математика бывает эстетичной.
Любопытно, что английский скульптор-кинетист Роберт Хаусэйр, воссоздав подобный прибор (и будучи в этом неоригинальным), назвал его Drawing Apparatus и написал на эту тему диплом.
Провернуть такую уловку вряд ли удастся кому-то ещё, но можно порадоваться – один человек все же смог извлечь максимум пользы из открытия Блэкберна.


Гармонограф производства компании Newton & Co. в 1909 году. Модель удобно носить с собой и хранить в специальном кейсе; похожие гармонографы выставлены на обозрение общественности в научно-технических музеях.
Гравюра прилагалась к инструкции по эксплуатации гармонографа, представленного в экспозиции известного лондонского Музея науки.

Организовав такой пинтограф, можно создать бесконечное число фигур, меняя расположение крепежей, цвета и толщину фломастеров. Кроме того, если добавить к системе третий граммофон, получится ещё более причудливое переплетение линий. А потом и четвертый. И пятый. Так, пока не кончится запал юного изобретателя. Главное, не переборщить.

Источник: www.popmech.ru

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен

4
1
Другие новости

Оставить комментарий

Просто прохожий
Просто прохожий Добавил(а) :
3 мая 2019 13:41 #
ПивоРыбкаТортикЛифчикЗонтик - 3000 комментовЧайник - 7000 комментовБарабан - 15000 комментовКоньяк за первую публикацию
Комментарий удалён пользователем

показать все комментарии (3)

Написать комментарий:


Привет, Гость!

Для отправки комментария введи свои логин (или email) и пароль

Либо войдите, используя профиль в соцсети
МАТ в камментах - БАН 3 дня!