振幅

振幅

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

振幅
振動運動において、平衡の位置から最大変位点までの距離、または波の山や谷の高さ

解説

振幅とは、物体が振動しているときの「揺れの大きさ」を表す物理量です。振り子の運動を例にすると、静止している中心の位置から、左右どちらかの端(最高点)までの距離を指します。よくある間違いとして、右端から左端までの全幅を振幅としてしまうことがありますが、正しくはその半分の「片側の幅」である点に注意が必要です。

音の性質においても振幅は重要な役割を果たします。音は空気が振動して伝わる波(音波)ですが、この振幅が大きければ大きいほど、私たちの耳には「大きな音」として聞こえます。一方で、音の高さは「振動数」によって決まるため、振幅を変えても音の高さ自体は変わりません。

項目 振幅 振動数
物理的な意味 揺れの大きさ(中心から端まで) 1秒間に振動する回数
音への影響 音の大きさに関係する 音の高さに関係する
波形の変化 波の山が高くなる 波の間隔が狭くなる
コラム

振り子の運動には「振り子の等時性」という性質があります。これは、振幅がそれほど大きくない範囲であれば、振幅の大小に関わらず一往復にかかる時間(周期)は一定であるという法則です。周期は振り子の長さによって決まり、おもりの重さや振幅には依存しません。

また、途中に釘を打った振り子のように、途中で長さが変化する場合の周期は、「長い状態の周期の半分」と「短い状態の周期の半分」を足して求めることができます。音速については、気温によって変化し、15℃のときはおよそ340m/s(計算式:331 + 0.6 × 15)となりますが、これは振幅とは別の概念です。

小学生のみなさんへ

ブランコやふりこが、まんなかの場所から一番はしっこまで動いたときの「はば」のことを「振幅(しんぷく)」といいます。はしからはしまでではなく、まんなかから計算するのがポイントです。

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