レゾナンス

こんばんは🌃鎌谷です。

今日は地元の小学校で運動会があったようです🏃この時期は高校でもいろいろあるかと思います。受験勉強が大切なのは言わずもがなですが、今しか楽しめない高校生活の一幕を精一杯楽しむのも大切❗やり過ぎない程度に打ち込んでくださいね✨


さて、今日は前回の続きといきたいと思います。


音に関する現象(音=空気の振動以外の振動現象についても同様)の１つに『共鳴/共振』というものがあります。これら２つの言葉の意味はほぼ同じですが、音に関するものを特に“共鳴”と呼びます。
物理を選択している人は聞いたことがあるかもしれませんね。


あらゆる物体には(気柱なども含めて)固有振動数というものがあります。この固有振動数とは、簡単に言うと“物体の震えやすさ”のようなもので、その物体を自由に振動させたときの振動数(=単位時間辺りに振動する回数)と同じです。


そして、この固有振動数と加える外力の振動数がピタリと一致したとき、物体は振動します(正確に言えば、固有振動数と外力の振動数が近づくにつれ振れ幅が大きくなっていく)。カンタンに言うとこれが“共鳴/共振”です。

例えば
●同じ固有振動数(つまり、音の高さ)を持つ音叉を近くに置いて、片方を鳴らすともう片方も勝手に鳴る
●特定の長さの気柱の近くで音叉を鳴らすと大きな音が鳴る
などの例がよく引き合いに出されますが、他にも実は結構身近なところに例があって
●ブランコに乗りながら動きに合わせて体を揺らすとどんどんブランコの揺れが大きくなる
なんかも立派な“共振”です。


前にテレビのなんかの番組で見たんですが、ガラスの固有振動数に一致する音をひたすらグラスに浴びせ続けると振動のあまりグラスが割れちゃったりするんですね。(確かその番組は声で割ろうとして失敗してましたw)


この共振の仕組みをしっかり説明しようとするとその系をモデル化した運動方程式を解かなきゃいけないんですが、これがかなりシンプルなやつでもがっつり微分方程式解かなきゃなので、興味のある方は大学でどうぞ(笑)！


えっ、ものの振動を調べるのってそんなに大変なの？ってか大事なのそれ？と思ったそこのあなた！もちろんです！工学の一分野には“振動工学”なるものもあるんですよ📝✒️


音叉やグラスに固有振動数があるのと同様、車やビル、橋なんかにも固有振動数は存在します。それらを考慮に入れて設計しないと、いざ出来上がってから予想外の振動に見舞われてエライことになることもありえます。
(↑動画は1940年、風による自励振動と呼ばれる振動現象によって崩壊した米ワシントン州のTacoma Narrows Bridge)


さて、自分とはなんの関係もない専攻分野について力説してしまったところで今日は終わりたいと思います。
充実の秋を過ごそう❗


鎌谷でした👍