液体を揺らして振動の実験をしよう

「夏休みの自由研究に人と被らないような変わったテーマを選びたい」
「難易度が高い実験装置は作りたくない」
「もう夏休みが終わってしまう…」
と、今年も自由研究でお困りではありませんか？

この記事ではあまり人と被らず、しかも家にあるもので簡単にできる、液体の振動実験についてご紹介します。

振動数というと、難しい物理の分野だと思われがちですが、実験自体はとても簡単で、しかも短時間で終わります。

必要なものは透明なコップと液体だけです。液体は何でも構いません。

コップに入れた液体を手で揺らし、液体の動きの違いについて観察することで、「固有振動数」と「共振」について簡単に学べます。

何度か条件を変えてコップを揺らすだけなので、実験自体はあまり時間がかかりません。時間が無くて焦っている人にも挑戦しやすい実験です。

このように、とても簡単ですが立派な物理の実験です。人と違うちょっと変わった自由研究にチャレンジして、物理の世界を体験してみませんか？

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液体を揺らして振動の実験をしよう

これは物理学の実験です。

液体にはそれぞれ振動数があります。コップに入った液体に力を加えると揺れます。これが振動数です。

コップを揺すった時に、この液体の振動数と一致する振動数が加えられると、コップの液体は大きく揺れ、異なる振動数が加えられると小さく揺れます。

この動きを観察します。

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実験に必要なもの・環境・準備

コップは動きの観察がしやすいように、透明で模様など入っていないものを選んでください。また、万が一割れることを考えて素材はプラスチックカップが安心です。

コップの形状によっても結果が変わるので高さや幅が違う複数のコップを用意すれば、より充実した実験結果が得られます。

液体はなんでも構いません。今回は観察しやすくするためにコーヒーを選びましたが、液体の種類によっても実験結果が変わるので、色々試してみても面白いでしょう。

こぼれる可能性が高い実験なので、拭くものを用意して下さい。

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実験の方法・手順

実験手順
1.コップに少量の液体を入れます。
2.コップを小刻みに揺らし一番揺れる速さを探します。
3.揺らす速度を変えて、液面の高さの違いを比べてみます。
4.入れる液体の量や容器など、条件を変えてもう一度実験します。

液体は揺らしてもこぼさない程度の少量で構いません。

コーヒーは揺らす速度を変えると、液面（液体の表面）が高くなったり低くなったりします。

手で揺らす速度のうち、コーヒーの揺れが1番大きくなる速度を探しましょう。例えば2回／1秒、3回／1秒、4回／1秒というように、1秒間に何回揺らすと大きく揺れるかを調べます。

一番揺れる速度がわかったら、次にその速度よりゆっくりのときと、早いときの液面の様子を比べましょう。

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