💡 ヒント:共振・共鳴

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ブランコを漕ぐとき、ブランコの自然な揺れ(固有振動数)と同じタイミングで足を蹴ると大きく揺れます。逆に、勝手なタイミングで蹴っても全然揺れません。

このように「外から加える力の振動数」が「物体の固有振動数」と一致したとき、振幅が最大になる現象が共振(共鳴)です。

音叉、ワイングラスの破壊、橋の崩壊(タコマ橋)など、共振の例は多い。

✏️ 求めるもの

固有振動数 \(f_0\) を持つ物体に対して、外力の振動数を変えたとき振幅が最大になる外力振動数。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 固有振動数を確認:問題で与えられている物体の \(f_0\) を読み取る
  2. 外力の振動数を一致させる:共振条件 \(f = f_0\) を立てる
  3. 選択肢から選ぶ:4つのうち f₀ と等しい値が答え
注意

共振は固有振動数と外力振動数が等しいときに起こる。半分や2倍ではない(高次共振の話を除く)。「共振=大きく揺れる」のイメージを持つと、選択肢から間違えにくい。