Question

Почему рупор механического патефона усиливает звук от иглы? Вроде бы мощность колебаний не увеличивается, резонаторов нет для фиксированных частот.

Answer 1

Предыдущий ответ - в самую точку. Звук не усиливается, а только концентрируется в одном избранном направлении. СБОКУ от граммофона ты почти ничего слышать не будешь. Разве только отражения от стен. А вот на улице - не услышишь совсем ничего
Благодаря форме рупора, звуковая энергия собирается в пучок шириной всего в два-три десятка градусов. Сам понимаешь, это боле чем десятикратная концентрация мощности. Не надо забывать и о том, что граммофонная запись в несколько раз крупне и грубе современных пластинок - там даже неворуженным глазом видны изгибы канавки, как на осциллографе. И сама игла - прочная, массивная. Отсюда и мощность. Отсюда и быстрый износ заодно.
И кстати, резонансов там очень мало, все записанные частоты фокусируются почти одинаково - потому что физические размеры рупора на порядок меньше длины звуковых волн. А как именно происходит фокусировка - ты можешь представить, если нарисуешь профиль этого рупора, поместишь в его устье условный точечный источник, и затем построишь ход лучей по обычным законам оптики (угол отражения равен углу падения) . И сразу увидишь, что все лучи попавшие в рупор под разнобразными углами - на выходе вылетают почти параллельными
Похожим образом работает акустика в медных духовых инструментах. Рассмотри какой-нибудь тромбон или валторну - их раструбы совершенно такой же формы, как и у граммофона. И звучат эти инструменты реально мощно, весь оркестр прорезают насквозь! А каков источник волн? Пердение губами! Звук не только тихий, но и ужасно неприятный по окраске. Вот что делает правильный раструб