Tipinantokepponen Feynmanin tapaan

Tiskatessa muistelee yleensä kaikkea pöhköä.

Richard Feynman oli yksi viime vuosisadan tärkeimpiä fyysikoita, nobelisti, rummunsoittaja, tarinaniskijä, kassakaapinmurtaja sekä käytännön pilojen keksijä. Elämänkerrallisessa kirjassa "Laskette varmaan leikkiä, Mr. Feynman" kuvaillaan seuraavanlainen jekku olutkuppilan tarjoilijan tipin antamiseksi.

Välineet: kolikko tippiä varten, paperinpala (mielellään täynnä epämääräisiä yhtälöitä), 1 olut ja 1 lasi vettä.

Tarvittavat välineet kotioloissa kuvattuna.

Siispä:

1) Marssi mukavan oloiseen kuppilaan maassa, jossa tippikulttuuria esiintyy.

2) Tilaa 1 hyvä olut sekä lasillinen vettä.

3) Nautiskele tuopillisestasi kunnes se on loppunut. Äla juo vettä. Maksa olut tarjoilijalle. Odota että hän poistuu.

4) Ota tippikolikko (tai kolikot) ja pudota vesilasiin.

Tämä vaihe ei ole kovin vaikea.

5) Aseta paperinpalanen vesilasin päälle. Tukien paperia kädelläsi käännä täysi vesilasi tippikolikoineen ylösalaisin pöydälle.

Lasia käännettäessä sotkun vaara on ilmeinen.

6) Vedä paperinpala nopeasti pois vesilasin ja pöydän välistä.

Nopeus ja huolellisuus ovat tässä vaiheessa valttia.

7) Kepponen tarjoilijalle on valmis. Poistu paikalta hihitellen.

Kolikko kupissa. Tipin saamisesta seuraa kauhea sotku.

Hätä ei ole kuitenkaan suuri neuvokkaalle tarjoilijalle. Kolikon saa lasista varsin kätevästi lautasen ja pöydän reunan avulla.

Vesilasiansan purkaminen ilman sotkua. Huomaa kiintoisa optinen ilmiö mukissa.

Veden pystyy valuttamaan varsin helposti pois, kuten kuvasta näkyy.

Vesi valuu (ei kovin yllättäen) nopeasti pois.

Tadaa! Neuvokas tarjoilija sai juuri kaksi euroa, eikä vettäkään tarvinnut luututa lattialta.

Äänennopeuden mittaus kahdella läppäriä ja kahdella koivuhalolla

Päätimme leikkiä kaveriporukalla kokeellisia fyysikoita ja testailla laboratorioelämää "tein itse ja säästin" -mentaliteetilla.

Perjantai-iltapäivänä keksimme väliaikapuuhaksi testata äänennopeuden suoraa mittausta läppärien mikrofonien avulla.

Mitä tarvitsimme:

-Pitkä käytävä. Tarvittavan pituuden määrää mikrofonin aikaresoluutio.

-Kaksi läppäriä joissa Octave/vastaavanlainen ohjelma.

-Äänentuottovälineet. Huutamisen, vihellyksen, käsien taputtamisen ja lusikoiden yhteen hakkaamisen testaamisen jälkeen päädyimme kopauttelemaan kahta koivuhalkoa yhteen. Tällöin nauhoitteen aika-amplitudi -kuvaaja oli selkein.

Koejärjestely oli seuraavanlainen.

1) Mittaaja laittaa ensin läppärien 1 ja 2 mikrofonin päälle. Tämän jälkeen hän kävelee tarkalleen läppärien puoliväliin (paikka A) ja kopauttaa koivuhalot yhteen. Kops! Koska ääniaalto saavuttaa tietokoneet yhtä aikaa, saadaan tästä hetkestä referenssihetki t myöhempää kopautusta varten. Tämä kalbrointi on välttämätön, sillä emme saaneet mikrofonien nauhoitusta alkamaan täsmälleen yhtä aikaa edes internet-kellojen avulla.

2) Mittaaja kävelee hipihiljaa paikasta A paikkaan B ja kopauttaa siellä koivuhalot toisen kerran yhteen. Tämän jälkeen mikrofonit voikin sammuttaa ja tarkastella tuloksia.

Äänen nopeus ilmassa saadaan nyt kaavasta V = s / (t_2 -t_1), missä s on läppärien välimatka ja t_2 sekä t_1 ovat nauhoitteen B-kopsahduksen ajanhetket eri läppäreillä. Koe toistettiin muutaman kerran, ja tulokseksi saatiin 350 ± 60 m/s. 

Tämä tulos on lähellä oikeaa tulosta, sillä äänennopeus huoneenlämmössä (20 celsiusastetta) on noin 343 m/s. Virherajat ovat kuitenkin hyvin suuret. Niitä voisi pienentää käyttämällä mikrofoneja joissa on parempi aikaresoluutio (pääasiallinen virhelähde kokeessa) sekä pidentämällä läppärien välimatkaa toisistaan.