一般小学生
まとめ
- 振動や波動において、振動の中心(平衡位置)から最大変位の地点までの距離のこと。
- ふり子の運動では、おもりが静止している中心位置から、左右どちらかの端まで振れたときの幅を指す。
- 波動においては波の山(または谷)の高さに相当し、振幅が大きいほどその波が持つエネルギーは大きくなる。
解説
ふり子の運動における振幅は、中心から端までの距離であり、往復の幅の半分であることに注意が必要です。ストロボ写真を用いてふり子の運動を分析すると、中心付近で速さが最大になり、振幅の端(最高点)で速さが0になることがわかります。このとき、位置エネルギーが運動エネルギーへと交互に変換されています。
また、ふり子の振幅が極端に大きくない範囲であれば、振幅の大小に関わらず往復にかかる時間(周期)は一定に保たれます。これを「ふり子の等時性」と呼びます。波動の分野では、媒質の最大変位が振幅であり、音波であれば音の大きさに、光波であれば光の強さに関係します。
小学生のみなさんへ
ふり子がゆれるとき、真ん中の場所から一番はしっこの場所までの「ゆれのはば」のことを、振幅といいます。ふり子を大きくゆらすと振幅は大きくなり、小さくゆらすと振幅は小さくなります。
ふり子には不思議な性質があります。ふり子の長さが同じであれば、振幅を少し大きくしても小さくしても、1往復するのにかかる時間はほとんど変わりません。これを「ふり子の等時性」と呼びます。理科の実験では、ストロボ写真を使って、ふり子がどこで速くなるかを調べることもあります。ふり子は真ん中を通るときが一番速く、はしっこ(振幅の終わり)では一瞬止まります。
ルラスタコラム
音の大きさも「振幅」で決まります。大きな声を出したときは、空気のふるえ(振幅)が大きくなっているんですよ。ギターの弦を強くはじくと大きくゆれるのも、振幅が大きくなって大きな音が出ている証拠です。
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