強 制 振 動


音叉の振動が弦と垂直な場合の弦と音叉の瞬間の動きを誇張して表した図である。
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まず、音叉が振動すると、弦は音叉に近い方から遠い方へと振動を伝える。よって、音叉の腕が開き始めると、弦は音叉に引き上げられて、近い方から順に音叉の動きと同じように上昇しようとする。
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次に、音叉の腕が閉じ始めると、弦もその動きにしたがって、近い方から順に音叉の動きと同じように下降しようとする。
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それから再び、音叉の腕が開き始めると、弦は音叉に引き上げられるのであるが、これは一番上の図と同じ状態で、弦は1回振動を終えたことになり、以下同じことをくり返す。
以上より、音叉が1回振動する間に、弦も1回振動する。これらから(音叉の振動数)=(弦の振動数)ということがわかる。
また、この振動は外部からの周期的な力(ここでは音叉の振動)によって、弾性体(ここでは弦)がそれと同じ振動数で振動するという強制振動の一つである。この外力の振動数が弾性体の固有振動数と一致したとき、強制振動の振幅は著しく増幅される。このために弾性体が破壊されてしまうこともありうる。
このような、強制振動の振幅が急激に増幅される現象を共振(共鳴)という。

参考文献

・物理学実験/東海大学物理学実験連絡協議会 編/東海大学出版社/1988年3月30日発行
・物理の考え方 下 /木暮隆夫 著/増進会出版社/1997年3月20日発行
・医学歯学のための物理実験 /鮎川武二、村田浩 編/集文社/1986年3月15日発行
・振動論 /戸田盛和 著/培風館
・振動と波動 /佐藤清雄 著/培風館/1993年5月発行


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