振動

質問

振動について少し知りたいことがあるのですが誰か教えてください。横からの振動と縦からの振動が合わさると全体の振動はどうなるのでしょうか？単純に全体の振動って（横＋縦）で大きく変化するのでしょうか？また、振動と周波数って関係があると思うのですが、周波数の高い振動は細かく弱い（携帯のバイブっぽい）振動、周波数の低い振動は大きく強い（低周波マッサージ器みたいな振動）振動なのかなぁ～何て考えているのですが、これは間違いでしょうか？振動について色々覚えたいので教えてください。よろしくお願いします。

回答No.2

sanori · ベストアンサー

こんばんは。

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横からの振動と縦からの振動が合わさると全体の振動はどうなるのでしょうか？単純に全体の振動って（横＋縦）で大きく変化するのでしょうか？

両方が合わさった振動になります。
味噌汁が入ったおわんを持って、ブランコにすわり、
ブランコを前後に揺らしつつ、おわんを横方向に手で揺らす、
というイメージです。

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また、振動と周波数って関係があると思うのですが、周波数の高い振動は細かく弱い（携帯のバイブっぽい）振動、周波数の低い振動は大きく強い（低周波マッサージ器みたいな振動）振動なのかなぁ～何て考えているのですが、これは間違いでしょうか？

低周波マッサージの機械を体験したことがないのですが、
１秒当たりの「ぶるぶる」の回数（いや、「ぶる」の回数と言うほうが適切かも）が周波数です。

１秒間の振動の回数の単位は「ヘルツ」（Ｈｚ）です。

日本国内の家庭用電源は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚです。（西日本と東日本で違います。）
プラスからスタートするとすれば、プラス→マイナス→プラス　と元に戻ったところで１回（１周期）と数えます。
つまり、１秒間にプラスが５０回または６０回、１秒間にマイナスが５０回または６０回ということです。
これは、「ぶるぶる」と振動しているわけではありませんが、振動の一種として考えることにより、他の色々な物理現象と統一した考え方ができるようになります。

回答No.3

Mr_Holland

＞横からの振動と縦からの振動が合わさると全体の振動はどうなるのでしょうか？単純に全体の振動って（横＋縦）で大きく変化するのでしょうか？

　この場合、縦横の周波数の比と位相差によって、様々なパターンの振動になります。
　もっとも単純なパターンは、縦横の周波数の比が１（縦横の周波数が同じ）で位相差がない時の斜め４５度の線分ですが、位相差が大きくなるに従って線分の幅が広がり、楕円から最終的には円にまで膨らみます。
　また、縦横の周波数の比が１でない有理数のときは、リサージュ図形（もしくはリサージュ曲線）と呼ばれる特殊な図形を描くことになります。
　もし、縦横の周波数の比が無理数の時は、リサージュ図形のように閉じた曲線にはならず、延々と平行四辺形内を埋めるような軌道を描きます。

http://www.uec.ac.jp/uec/uec-logo/lissajous-charts.html

http://jc.maxwell.jp/physicalmath/lissajous/index.html　←条件を変えていろいろなパターンのリサージュ図形を描けます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%83%A5%E6%9B%B2%E7%B7%9A

＞振動と周波数って関係があると思うのですが、周波数の高い振動は細かく弱い（携帯のバイブっぽい）振動、周波数の低い振動は大きく強い（低周波マッサージ器みたいな振動）振動なのかなぁ～何て考えているのですが、これは間違いでしょうか？振動について色々覚えたいので教えてください。

　大雑把に言いますと、《振動》とはある往復運動のことで、《周波数》とは《振動》の様子を表す１つの違いに過ぎません。

　先ず、《振動》ですが、周期的な往復運動でその平均の場所が変化しないものを指します。（似た言葉に《波動》がありますが、これはある場所での振動が他の場所に伝わっていく現象を指します。）
　そして、《振動》の様子は、３つの違いによって決めることができます。
　その一つ目の違いが、早く振動するものか遅く振動するかというものです。この違いを表すものが《周波数》で、早く振動するものほど《周波数》は高くなります。ちなみに、《周波数》とよく似た言葉で《周期》というものがありますが、これは《周波数》と逆数の関係にあるもので、一往復するのにかかる時間の長さを表すものです。
　２つ目の違いは、大きく振動するか小さく振動するかというものです。この違いは《振幅》によって表されます。つまり、大きく振動するものほど《振幅》は大きくなります。
　さらに、ここではお尋ねになられていませんが、３つ目の違いとして、振動を平均の位置から開始するタイミングの違いもあります。これは《位相》というもので０[rad]から２π[rad]までの値で決まり、値が大きいほど早いタイミングで平均の位置から振動を開始します。

　このことから《振動》のいくつかのパターンを記しますと、次のようになります。（《位相》の違いは割愛してあります。）
　　《周波数》が高く《振幅》の大きいもの
　　《周波数》が高く《振幅》の小さいもの：　携帯のバイブ（？）
　　《周波数》が低く《振幅》の大きいもの：　低周波マッサージ器（？）
　　《周波数》が低く《振幅》の小さいもの

　これらのパターン１つ１つに該当する例えを挙げることはできませんが、《周波数》と《振幅》は一致するものではありません。
　従って、《周波数》が高いからといって《振幅》が小さい訳ではなく、また逆に《周波数》が低いからといって《振幅》が大きい訳ではありません。
（ただ、エネルギの観点から考えますと、ある一定のエネルギの中では《周波数》を高くしようとすると《振幅》を小さくしなければなりませんので、そういった意味では《周波数》と《振幅》には相関関係がありますが、一般に《振動》を考える場合、両者は独立して決めることができます。）

　以上のことからまとめますと、次のようになります。
　「《振動》と《周波数》には関係がありますが、《周波数》は《振動》の様子を表す１つの違いである。また、《振動》は《周波数》が高いと《振幅》は小さくなり《周波数》が低いと《振幅》が大きくなるというのは、間違いである。」

お礼

回答ありがとうございます。大変参考になりました。本当ありがとう

回答No.1

shintaro-2

>横からの振動と縦からの振動が合わさると全体の振動はどうなるのでしょうか？単純に全体の振動って（横＋縦）で大きく変化するのでしょうか？

弦がＺ軸方向に張ってあり、振動がＸ，Ｙ軸方向だとしたら、
振動は合成されて、同周波数同位相ならば斜め45度に振動します。
位相差があったり、周波数がことなると面白い現象が発生します。

>これは間違いでしょうか？

共振周波数を考えるとまた話が違ってきますが、
振幅と振動周波数とは関係ありません。