Q1:振動数と周波数は何が違うのですか?
A1:物理的な意味は全く同一です。一般的に、物理学の力学・波動分野や音波などを扱う文脈では「振動数」、電気工学・電磁波・無線通信などを扱う文脈では「周波数」と呼ばれる慣習がありますが、どちらも英語の「frequency」であり、単位も同じヘルツ(Hz)を用います。
Q2:周期が 0.05 秒のとき、振動数はどのように計算しますか?
A2:公式 $f = 1/T$ を使用します。周期 $T = 0.05$ を代入すると、$f = 1 \div 0.05 = 20\,\text{Hz}$ となります。「1回揺れるのに0.05秒かかる波は、1秒間に20回揺れる」という意味になります。
Q3:ギターの弦の音を高く(振動数を大きく)するにはどうすればよいですか?
A3:弦の固有振動数の公式 $f = \frac{v}{2L} = \frac{1}{2L}\sqrt{\frac{S}{\rho}}$ より、①フレットを押さえて弦の長さ $L$ を短くする、②ペグを回して弦の張力 $S$ を強くする、③線密度 $\rho$ の小さい細い弦を張る、という3つの方法で振動数を上げることができます。
Q4:角振動数 $\omega$ と振動数 $f$ の違いと変換方法は?
A4:振動数 $f$ は「1秒間に何回転(何往復)するか」を表すのに対し、角振動数 $\omega$ は「1秒間に何ラジアン回転するか」を表します。円1周は $2\pi$ ラジアンであるため、$\omega = 2\pi f$(または $f = \frac{\omega}{2\pi}$)の関係式で変換します。