Designing Sound

3.1 Elementary Physics
11
planet’s core). Every sound we hear is ultimately caused by these sources of
energy doing work. When a branch falls from a tree it liberates gravitational
potential energy stored from growth by photosynthesis. Growth that created
the branch was slow, steady work against gravity. Now some of that energy
becomes sound as the wood breaks and the branch crashes down. Energy is
always trying to go from a high state to a low one, and this propensity to move
makes it useful. It moves from wherever energy is high to wherever there is less
energy, or more
degrees of freedom
, trying to spread itself as thinly as possible
in the universe. This is called the
second law of thermodynamics
.
Matter and Mass
Some of the universe is made up of matter, a condensed form of energy. We
are made of it, and so is the planet we live on. All matter has mass, measured
in kilograms (kg), and has weight whilst in a gravitational field. The common
understanding of matter is of indivisible atoms which have mass, within a space
that has no mass. Another model sees it as a continuum of stuff where there
are no sharp boundaries. Either is correct to a degree; matter is a spongy sub-
stance made of connected fields, and it can move about and contain energy. But
single atoms are rare things. In some materials like metals and crystals atoms
are packed together into a lattice. Instead of monatomic gases or liquids we
usually find groups of atoms arranged into
molecules
. Where several different
types of atom make up a molecule we call it a
compound
, such as crystaline salt
which is made of sodium and chlorine atoms. The atomic or molecular model is
great for understanding sound in a simple way, as a result of collisions between
small points of mass. Think of a pool table or Newton’s cradle toy and imagine
sound as movement transferred from one ball to another.