Сегодня утром мой 3-летний сын поставил меня в тупик. Голыми ладошками вытирая что-то с окна, он спросил, почему стекло «визжит», когда он проводит по нему рукой? Я не знала, что ответить. Может ли кто-нибудь объяснить это явление?

Есть множество случаев, когда действие, связанное с вытиранием, вызывает высокочастотный резонанс, и обычно причиной этого является прерывистое трение. При сдвигании одной поверхности в соприкосновении с другой трение препятствует движению, Но если увеличивать силу сдвига, в какой-то момент она достигает такого порога, когда трение преодолевается и начинается плавное движение. На этой стадии сила, задающая движение объектам, уменьшается и обе поверхности начинают скользить одна о другую. Эластичная поверхность (например, кожа) при увеличении силы деформируется. Когда в результате трения подушечка пальца тормозится на стекле, ее кожа под воздействием силы, стремящейся сдвинуть палец с места, деформируется, но при продолжении скольжения вновь принимает почти первоначальный вид. Однако изменения поверхности подушечки пальца вызывают усиление трения, кожа опять деформируется и движение пальца мгновенно тормозится. При равномерном приложении силы поверхность кожи деформируется сотни раз в секунду и в результате возникают слышимые звуковые волны. Но почему трение создает подобный эффект? Любые поверхности, если рассматривать их под микроскопом, имеют шероховатую текстуру, и, когда они вступают в контакт, по-настоящему соприкасаются только их высшие точки, так называемые выступы. Эти выступы смыкаются и препятствуют движению. Если увеличить силу давления, площадь истинного контакта увеличится, так как любая мягкая поверхность (например, кожа) деформируется, стремясь теснее соприкоснуться с неровностями другой поверхности. Сила трения, препятствующая движению, возрастает. Как только палец начинает скользить, выпуклости отскакивают друг от друга и меньше мешают движению.

Ричард Ханн (Ипсуич, Великобритания)

Кожа не издает звуков, а стекло издает. Любой материал — от бумаги до титана, — если его стимулировать соответствующим образом, начинает вибрировать. Стекло не исключение. Оконное стекло, как и всякий материал, обладает определенными гармоническими рядами, и то, какой звук, или обертон, оно издаст, зависит от вида трения. Не только пальцы заставляют стекло «петь». Когда мы чистим его моющими средствами и газетой, оно «визжит» громче и пронзительнее. Если тереть по стеклу бумагой медленно, можно услышать стон, вызывающий вибрацию всего полотна, если оно достаточно большое. Если тереть быстро по небольшому участку, стекло будет «визжать» так, что вас бросит в дрожь.

Мартин Джеймс (Окленд, Новая Зеландия)