動機 実験内容 実験内容 割る原理 割る原理

動機
実験内容
・音でワイングラスを割る実験をテレビで見て、自分
たちでもやってみたいと思った。
①ワイングラスの固有振動数
ワイングラスの固有振動数を
固有振動数を求める
Ⅰワイングラスの固有振動数を求める
（ワイングラスは
を使用）
（ワイングラスは
、 、
を使用）
白ワインと赤ワインの固有振動数調べ
白ワインと赤ワインの固有振動数調べ
固有振動数を求める際にはオシロスコープを使います。
固有振動数を求める際にはオシロスコープを使います。
※グラスを叩いて出た音の振動数がグラスの固有振動数です。
※グラスを叩いて出た音の振動数がグラスの固有振動数です。
・物を手で触れずに壊したかった。
実験内容
0
500
0
1000
500
割る原理
1500
1000
1500
白ワインの場合
白ワインの場合
1000Hz
1000Hz
赤ワインの場合
赤ワインの場合
Ⅰ固有振動数
・物体を叩くと、決まってある一定の振動数で振動し
ます。この時の振動数を
固有振動数といいます。
／／ゴ
ゴーー
ン
＼ン＼
／／
ポクポク
ッ＼ッ＼
1450Ｈz
1450Ｈz
まとめると・・・
まとめると・・・
白ワイン用グラス 1000Hz近く
赤ワイン用グラス
1450Hz近く
白ワイン用グラス
1000Hz近く
赤ワイン用グラス 1450Hz近く
(Hzとは1秒間の振動数を表す単位）
(Hzとは1秒間の振動数を表す単位）
ex. 1000Hz→
→1秒間に1000回の振動
ex. 1000Hz→
→1秒間に1000回の振動
左の赤い矢印が白ワインの振動数を、
左の赤い矢印が白ワインの振動数を、
右の赤い矢印が赤ワインの振動数を
右の赤い矢印が赤ワインの振動数を表
表しています。
しています。
②実際に
実際に音を当てる
Ⅱ共振
実験に用いる装置
・1回1回の物体に与える力が小さくても、特定の振
動数、特定のリズムで力を加えることによって、
徐々に力が蓄えられて、
えられて、大きく振動
きく振動する
振動するようになる。
する
→物体を破壊することもできる。
Ⅲ定常波
スピーカー(18W)
OSCILLATER
物体が固有振動する時→定常波が生じる
音を当ててみました！
↑等間隔に並んでいる
・特徴
①大きく揺れる点と全く揺れないがある
(上の図の赤い点)
②揺れる場所と揺れない点が等間隔にある
・特定のリズムで振動を与え続けたら・・・
出力が約10倍（240W）のスピーカー
と、グラスはさらに薄いものを用意。
強化！
強化！ 20分間グラスに音を当て続けたりし
た結果、グラスのふちが目に見える
ほど振動していました。
結果として・・・
全く震えず！
しかし結果として・・・
原因として考えられるのは↓
①音の振動数とグラスの固有振動数の不一致
なぜ割れなかったのか？
以下考察です。
②音量が小さかった？
③グラスが思ったよりも硬い。
考察
振幅が・・・
感想
・最初の頃は全く揺れなかったために、
精神的にもとても苦しかったです。
大きくなっていく
(大きく揺れていく)
定常波と共振の原理で
共振と定常波の原理で
破壊されたタコマ橋
グラスのふちには
定常波ができていた
定常波が出来ていたのに、
割れなかったのはなぜか？
ワイングラスを割るには・・・
①ワイングラスの固有振動数を求める
私たちは参考文献のように
音が集中できていなかった
のではないかと考えます。
②ワイングラスの固有振動数と
同じ振動数を持つ音を当て続ける
③ワイングラスの振動が
どんどん大きくなる
④ワイングラスが振動に耐えきれなくなる
⇒割れる！
割れませんでした
・毎時間が試行錯誤の連続で、昼休みは
ぐったりとしていることが多く、
本当に大変でした。
世の中には、声でグラスを
割る人もいるそうです。
興味がある人は挑戦
してみては？
参考文献
・Ｃ４３、
４３、音でワイングラスを割
でワイングラスを割る
ドライバーユニット
理想形
音が
集中している
スピーカー
実際
音が
拡散している
http://www.info/niigata.or.jp/~ymiyata/
nami/c43glass.html
・Wikipedia 定常波
・物理Ⅰ
物理Ⅰ 教科書