弦の太さだけを変えて振動数を比べよう

このレッスンの役割

張りを強くすると音が高くなる理由を学びました。今回は長さ・材質・張りをそろえ、太さだけ違う弦を比べます。細い弦ほど振動数が大きく高い音、太い弦ほど振動数が小さく低い音になる傾向を、質量と動きやすさから説明します。

知る・理解する

同じ材質なら、太い弦は同じ長さに含まれる物質の量が多く、質量が大きくなります。同じ長さ・同じ張りで動かすと、質量の大きい太い弦は振動の向きをすばやく変えにくく、周期が長くなります。

細い弦は同じ長さ当たりの質量が小さく、周期が短く、振動数が大きくなります。

具体例で使う

同じ材質・長さ50 cm・同じおもりで、直径0.5 mmと1.0 mmの弦を比べます。

細い0.5 mmの弦の振動数が大きく、高い音です。結論は「他条件が同じなら、細い弦ほど高く、太い弦ほど低い」です。

誤答を直して次の学びへつなげる

「太い弦は強いから高い音」という予想は、弦の同じ長さ当たりの質量を考えていません。また、太い弦だけ短くした実験では太さの効果を分けられません。

次は、強く張ると高くなる効果と、太くすると低くなる効果が同時に含まれる比較をどう判断するか学びます。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。