実験 弦の振動
１ 目 的 弦に一定の振動を与えて定常波をつくり、弦の張力 ・線密度と弦を伝
わる波の波長・速さの関係を調べる。
２ 準 備 物 交流記録タイマー 鉄製スタンド ものさし はりがね 洗濯ばさみ
糸（木綿糸、たこ糸） てんびん
３ 操作の要点 記録タイマー（f=60Hz）をもちいて振動させた糸を針金の輪に通し、
輪を上下させて定常波のできる位置を調べる。
４ 方 法
（１） おもり（洗濯ばさみ）１個の質量と、木綿糸の質量・および長さをはかる。
（２） 記録タイマーの振動片に、糸を結び付け、鉄製スタンドに固定する。
（３） 針金で作った輪に糸を通し、糸の下端に洗濯ばさみを１個つける。
（４） 右図のように、記録タイマーを振動させ、針金の輪を上下させながら定常波の
できる位置をさがす。そして、節ととなりの節の間の距離（節間距離）ｌを測定する。
（５） おもりの数を４個、９個と増やして（３）〜（４）の実験を行う。
（６） たこ糸についても（１）〜（５）の実験を行う。
５ 実験結果
（１） おもり（洗濯ばさみ）の質量から糸の
張力ｓ[Ｎ]を、糸の長さと質量から糸の線密度ρ[kg/ｍ]をそれぞれ求める。
（２） 表に節間距離ｌ[ｍ]を記入し、波長λ[ｍ]と波の伝わる速さｖ[ｍ/ｓ]を求める。
表１ （木綿糸） 表２ （たこ糸）
（３） おもりの数(糸の張力)と、糸を伝わる波の速さｖ[ｍ/ｓ]の関係をグラフにする。
グラフ１ （木綿糸） グラフ２ （たこ糸）
６ 考 察
（１） 糸の張力ｓ（おもりの数）と糸を伝わる波の速さｖにはどのような関係
があるか。
（２） 糸を伝わる波の速さｖと、(ｓ/ρ)１／２ を比較してみよう。
・木綿糸（おもり１個）・・
・たこ糸（おもり１個）・・
教師用 弦の振動
１ 目 的 弦に一定の振動を与えて定常波をつくり、弦の張力 ・線密度と弦を伝
わる波の波長・速さの関係を調べる。
２ 準 備 物 交流記録タイマー 鉄製スタンド ものさし はりがね 洗濯ばさみ
糸（木綿糸、たこ糸） てんびん
３ 操作の要点 記録タイマー（f=60Hz）をもちいて振動させた糸を針金の輪に通し、
輪を上下させて定常波のできる位置を調べる。
４ 方 法
（１） おもり（洗濯ばさみ）１個の質量と、木綿糸の質量・および長さをはかる。
（２） 記録タイマーの振動片に、糸を結び付け、鉄製スタンドに固定する。
（３） 針金で作った輪に糸を通し、糸の下端に洗濯ばさみを１個つける。
（４） 右図のように、記録タイマーを振動させ、針金の輪を上下させながら定常波の
できる位置をさがす。そして、節ととなりの節の間の距離（節間距離）ｌを測定する。
（５） おもりの数を４個、９個と増やして（３）〜（４）の実験を行う。
（６） たこ糸についても（１）〜（５）の実験を行う。
５ 実験結果
（１） おもり（洗濯ばさみ）の質量から糸の
張力ｓ[Ｎ]を、糸の長さと質量から糸の線密度ρ[kg/ｍ]をそれぞれ求める。
（２） 表に節間距離ｌ[ｍ]を記入し、波長λ[ｍ]と波の伝わる速さｖ[ｍ/ｓ]を求める。
表１ （木綿糸） 表２ （たこ糸）
（３） おもりの数(糸の張力)と、糸を伝わる波の速さｖ[ｍ/ｓ]の関係をグラフにする。
グラフ１ （木綿糸） グラフ２ （たこ糸）
６ 考 察
（１） 糸の張力ｓ（おもりの数）と糸を伝わる波の速さｖにはどのような関係
があるか。 波の速さｖは、糸の張力ｓ(おもりの数)の2分の1乗に比例する
（２） 糸を伝わる波の速さｖと、(ｓ/ρ)１／２ を比較してみよう。
・木綿糸（おもり１個）・・ v = 21.7 (s/ρ)１／２ = 21.6
・たこ糸（おもり１個）・・ v = 9.7 (s/ρ)１／２ = 8.8
