振り子波
振り子波(Pendulum Wave) は、異なる長さの振り子(おもり)を並べたときに見られる集合的な波の現象です。
各振り子は長さによって周期(ゆれる速さ)が異なるため、時間が経つにつれて互いに違う速度で振動し、その結果として美しい波のような模様が現れます。
たとえば 1分の周期 を持つ振り子波をつくる方法は次の通りです:
- 一番長い振り子の長さを調整して、その振り子の 1分間の振動数 を最初の値(n)に合わせます。
- その後、次の振り子を n+1、n+2、n+3… というように、それぞれ1分あたりの振動数が1ずつ増えるように長さを調整します。
振り子の数が 10個以上あると、美しい波の模様を見ることができます。
振り子の長さの求め方
振幅が大きくない場合、振り子の周期(T)は振り子の長さ(L)によって次の式で表されます:
\[T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}, \quad
(L: \text{振り子の長さ},\ g: \text{重力加速度})\]
振動数(f)は周期の逆数なので:
\[f = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{L}}, \quad
(L: \text{振り子の長さ},\ g: \text{重力加速度})\]
この式からわかるように、振り子の長さが長いほど振動数は小さくなり、短いほど大きくなります。