【理科】おうちでできる理科の音あそび♪③ 定規が楽器に!

誰もが持っている、あの文房具が楽器に!
こんにちは!戸塚区柏尾町の学習塾、フィロソフィア柏尾教室講師の中臺(なかだい)です。
身近なものを楽器にしちゃうシリーズ、
・1回目は、ワイングラス🍷
「【理科】おうちでできる理科の音あそび♪① ワイングラスで音を奏でよう!」はこちら
・2回目は、試験管
「【理科】おうちでできる理科の音あそび♪② 試験管がフルートに?!」はこちら
どちらも音を生み出す不思議なしくみを持っていましたね。
・ワイングラスではガラスそのものが震えて音が出る、
・試験管では中の空気が震えることで音が生まれる
こんなしくみでした。
***
では、「モノそのものが震える音」は、もっと身近なもので確かめられないでしょうか?
じつは、学校でも毎日使っているもの、「定規」でも音を出すことができるんです!
実際にやってみましょう!
📏 用意するもの
・しなやかで少し厚みのある定規(プラスチック製などでOK)
※柔らかすぎると音が出にくく、硬すぎると弾きにくいので、「ピンッ」とはじいたときにしなるくらいのものがベスト!
・机(端に定規を乗せられるように)
・手(はじくためです!)
🖐️ やりかた
とても簡単です!
①定規を机の端に「少し」(短く)出して置き、出ている部分を指で軽くはじいてみてください。
「ビョーン」という低い音が鳴ります。
②次は、はみ出す部分を、長くしてみてください。少し音が低くなったのがわかりましたか?
💡 なぜ音の高低が変わるのか?
出ている部分が短いと高い音に、長いと低い音になります。
なぜこのような現象が起こるかというと、定規の「振動の速さ」が変わるからなんです。
・出ている部分が短い
→すぐに元の位置に戻ろうとして、速く震える
・出ている部分が長い
→ゆっくり戻るので、振動が遅くなる
振動が速ければ高い音、遅ければ低い音になります。
ギターの弦やリコーダーの音の変化も、じつは、このしくみと同じなんですよ。
※少々余談になりますが、「短い」「長い」というのは、あくまでも、「他のものとの比較による評価」です。
1cmと比較したら、3cmは長い。
5cmと比較したら、3cmは短い。
同じ「3cm」という長さでも、なにと比較するかで、表現(評価)が変わってきます。
「速い⇔遅い」、「高い⇔低い」なども同じですね。
これは、理科にかぎらず、なにかを考えたり判断するうえでとても大切な視点なので、頭の片隅に置いておいてみてください!
🌊 音が出るとき、定規になにが起こっているのか?
それは、こんな流れです。
↓
その動きが、空気の中に「音の波」を作り出す
↓
空気がぎゅっと詰まる部分と、すこしゆるむ部分が交互にできて、それが波のように周りへ広がっていく
↓
その波が耳に届くと、鼓膜が同じように震えて「音」として感じられる
こういうことが、瞬間的に起きています。
こうやって分解すると、なかなかすごくないですか?
つまり、音の正体は、目には見えない「空気の振動が引き起こすもの」なんですね。
🎵 なにが震えているかによって、音が変わる
同じ「音」でも、何が震えているかによって音の高さや響き方が変わります。
・ワイングラスでは、ガラスが震える
・試験管では、空気が震える
・定規では、定規本体が震える
震えるものがなにかによって、振動のしかたが変わり、結果的に音の高さや響き方がまったく変わってくるんです。
👂 周りの音に、耳を傾けてみてください
3回にわたって、実験をとおして、音のメカニズムを見てきました。
私たちの生活のなかに、音は数えきれないほどありますよね。
ほとんどの音は、聞き流していて、「物理的に耳には入っているけど聴いてはいない」状態だと思います。(もしぜんぶ聴くことが可能だとしても、それやってたら疲れちゃいますよね💦)
そんななかでも、一つ、二つでいいので、「これはどうしてこういう音が鳴っているんだろう」と考えてみてください。
音には、例外なく必ず、鳴る理由、メカニズムがありますよ!
身近なものでも、少し見方を変えると科学の面白さが見えてきます。
何気ない音の中にも、小さな科学の世界が広がっているんですよね。
もし机の上に定規があったら、ちょっとだけ端を出して「ピンッ」と弾いてみてください。きっと素敵な音を奏でてくれると思いますよ!
それではまた!
フィロソフィア柏尾教室では、今回の音シリーズのように、身近なところにたくさんある科学に着目しながら、楽しんで知識を身に着ける授業を行っています。
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