Drahtseile im Eis?

Der Pew-Pew-Sound des Eises, der wie ein Drahtseil klingt, entsteht durch den Effekt der Dispersion. Soll heissen, dass die Schallgeschwindigkeit abhaengig von der Wellenlaenge ist - im Eis-Festkoerper haben hoehere Frequenzen eine hoehere Schallgeschwindigkeit. Wenn man also nur weit genug weg ist bei der Erzeugung des Schalls, kommen erst die hohen Frequenzen an, dann die tiefen. Daher dieses Piiuu. Daher hoert man im Video auch sehr gut, dass der Sound nur auftritt, wenn das Mikro weit genug vom Schlittschuhlaeufer da ist. Der Effekt tritt in Festkoerpern deutlicher auf - warum das nochmal so ist, muesste ich nachschauen. Zuhause laesst sich der Effekt wie folgt erzeugen: Man nehme einen Gehilfen und ein 10m Stahlmessband. Dann voll ausziehen und in der Luft halten. Der Gehilfe stoesst einen Kugelschreiber kurz und hart aufs Band, am anderen Ende hoert man genau das Geraeusch. (Siehe auch: Wikipedia, Dispersion(Physik))

Relativ dünnes eis bricht partiell unter der belastung. Die belastung verteilt sich über die oberfläche und erzeugt eben das geräusch. Vergleichbar mit nem wein glas. Dickere gläser geben anderes geräusch ab wie dünne gläser. Die materialstärke bestimmt also die schwingungsfrequenz. Dieses eis ist recht dünn. Wenn der schlittschuh auf der sehr kleinen auflagefläche mit der einwirkenden gewichtskraft des wassersacks nen grossen druck ausübt (p=f/A) kommt es zum bruch. Das erzeugt nen knacks. Der wassersack bewegt sich aber fortwährend mit nen (einfachheitshalber) kostanter geschwindigkeit und erzeugt viele dieser knackser (konstante knacks frequenz). Jeder knacks bringt die lokale umgebung kurz zum schwingen (wellen im feststoff). Viele knackser auf einmal erzeugen viele kurze schwingungen die wellen erzeugen. Die wellen können sich nach dem superpositionsprinzip verstärken und auch auslöschen. So entstehehen die unterschiedlichen frequenzen im eis. Im endeffekt verstärken odwr löschen diese sich auch noch aus und erzeugen eben die überlagerten frequenzen verschiedener frequenzbereiche die sich dann so anhören wie spannungsdrahtbruch und sägeblatt beim biegen. Geht nur wenn das eis entsprechend dünn ist. Ist es dicker reicht das knacken und die dabei freigesetzte energie im form von wellen nicht aus um die superposition und schwingen grösserer bereiche zu erzeugen. Physik klasse 9 schall