3.2. Гудение телефонных проводов и шелест сосновых иголок

Когда сильный ветер дует поперек телефонных линий или линий электропередачи, вы слышите, как гудят провода. Если же ветер налетит на сосновый лес, слышно, как шелестят сосновые иголки. Откуда появляются эти звуки? Если вы окажетесь осенним днем в сосновом бору, этот шелест, приходящий и уходящий вместе со случайными порывами сильного ветра, успокоит ваши нервы.

ОТВЕТ • Когда ветер обдувает тонкий цилиндр, например провод или сосновую иголку, за ним ниже по течению воздушного потока образуются вихри. Говорят, что с цилиндра срываются вихри — сначала с одного бока, потом с другого, потом опять с первого и так далее. Образование вихрей изменяет давление воздуха, и цепочка изменений давления распространяется вниз по течению потока от цилиндра и образует звуковую волну — так называемый тон эоловой арфы. Когда вы слышите какой-то звук, на самом деле вы чувствуете изменения давления воздуха из-за отрыва вихрей. Чем быстрее движется поток воздуха, тем чаще возникают эти изменения и тем выше частота звука.

Как и гитарная струна, цилиндр может колебаться на так называемых резонансных частотах. Если частота изменений давления случайно совпадет с одной из резонансных частот цилиндра, он тоже начнет колебаться на этой частоте. И тогда колеблющийся цилиндр сам будет излучать звуковые волны, и эти его колебания могут стабилизировать частоту отрыва вихрей и поддерживать ее на постоянном уровне, даже если скорость потока воздуха слегка изменится. Когда провода в телефонных линиях и линиях электропередачи колеблются, говорят, что они пляшут. Это довольно опасно, поскольку сильная вибрация может сорвать крепления проводов к столбам или опорам, особенно если провода обледенели.

Гудение телефонных проводов бывает особенно пронзительным и громким в очень холодные дни, когда из-за низкой температуры длина проводов уменьшается и они сильнее натягиваются между опорами. Если провода начнут плясать, их колебания могут передаться опорам, те тоже начнут вибрировать, и шум усилится.