物理学の問題です

質問

固有振動数f=1/2π√k/m 固有周期T=2π√k/m

上の式で下記の内容を説明してください
(1)系が「固く」なる、「柔らかく」なるとき振動数変化
(2)振動部が重くなる時、軽くなる時の振動数の変化
(3)弦楽器の弦をゆるめたとき、強く張ったとき
(4)さまざまな楽器の音の高さと重さ・大きさ・張力の関係
＊すべてk:剛性(かたさ)、m(質量)に結びつけて「定性的」に説明お願いします

回答No.1

rabbit_cat · ベストアンサー

式の形から以下が言えます。

(1) 系が固く（kが大きく）なれば、振動数は高くなります。
(2)振動部が重く(mが大きく）なれば、振動数は低くなります。
(3)弦をゆるめると、柔らかく（kが小さく）なるので、振動数は低くなります。
(4) 基本的には、軽くて・小さくて・張力が高い、楽器ほど音（振動数）が高くなります。

ただ、(4)の「小さいほうが音が高い」は、その式だけから直接は言えませんね。
これを言うには、提示の式に加えて、もう一つ、
・波の波長が楽器の大きさで決まる
という知識が必要です。

お礼

とても助かりました
ありがとうございます