弦の長さと高さの実験で起こる誤解を直そう

このレッスンの役割

弦の長さと振動数の関係を理解しても、測る区間や実験条件を誤ると正しい結論になりません。今回は「弦全体を測る」「強くはじけば高くなる」「長さと同時に張りも変える」という三つの誤りを、装置図と比較条件から修正します。

知る・理解する

誤りを直す確認点は三つです。

1. 二つの固定点に印を付け、その間だけを振動部分として測る。
2. はじく強さは主に振幅と音の大きさへ関わると区別する。
3. 長さの効果を調べるときは、張り・太さ・材質をそろえる。

具体例で使う

実験Aでは、60 cmの弦に100 gのおもり、30 cmの弦に200 gのおもりを使い、30 cmの方が高い音になりました。この結果だけでは、長さが短い効果と、張りが強い効果を分けられません。

修正実験では、同じ弦と同じおもりを使い、駒の位置だけを変えます。これなら、振動数の違いを長さの違いと結びつけられます。

誤答を直して次の学びへつなげる

「短くしたら振れる幅も小さくなったので高くなった」は、振幅を高さの原因にしています。高さの根拠は、波形の同じ時間に入る回数や振動数です。

次は初見の弦装置で固定点を見つけ、他条件が同じ候補だけを比べて、高い音になる条件を選びます。

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。