不快な音
不快な音
stq345 さんの書込 (2004/08/30(Mon) 20:05)
授業中に先生が黒板にチョークで字を書いているときに，たまにあの不快な音（キィィ〜〜ってやつです）がしますよね．あれは何の音でしょうか？ 先生が字を書いているとき無意識のうちに黒板に爪があたって鳴っている？？それともチョークと黒板との間で一定の条件（チョークの移動速度とか）がそろうと鳴るんでしょうか？ 不快な音の正体について何でもいいので教えてください．変な質問ですみません．
Re: 不快な音
CO さんのレス (2004/08/30(Mon) 21:26)
マルチポストはネットマナーに反するらしいですよ！
私は後者， > それともチョークと黒板との間で一定の条件（チョークの移動速度とか）がそろうと鳴る だと思います．
実際に自分でやってみればわかりますが，チョークの中に不純物が含まれてたりしてなる場合「が」ありました． もちろん，先生の爪でなる場合「も」あるかもしれないし，純粋(?)なチョークである条件が揃ったときに鳴る可能性「も」あります．
Re: 不快な音
CO さんのレス (2004/08/31(Tue) 02:02)
マルチポストとは，複数の掲示板に同一内容の書込を行うことです． 参照先をご覧ください．
> チョークの音は，単に摩擦だと思ってました★
もちろん摩擦も関係するでしょうが，「単に摩擦」ってのは良く分かりません．
Re: 不快な音
ken さんのレス (2004/08/31(Tue) 22:10)
kenです． 私も，「チョークの音は，単に摩擦だと思ってました」に一票． それだけでは，「『単に摩擦』ってのは良く分かりません．」 といわれてしまうので，もう少し詳しく考えを述べておきます． （正解とは限らない私の説です．うのみにしないよう，念のため） もとの投稿したstq345さんがどんな人かわからないので 高校物理習いはじめと仮定してそれレベルで話します． チョークはざらざらであって，なめらかではありません． （単に摩擦が働くという意味です．なめらかだったら黒板に たいしてチョークが滑ってしまって書けないので） さらにチョークは拡大してみればでこぼこです． そのため黒板に対してまっすぐ引っ張っているつもりでも， 拡大して見れば揺れ動いています． チョークが揺れ動くと，まわりの空気もいっしょに揺れ動 くので音が発生します．その１秒あたりの振動回数が が次の共鳴の周波数条件と一致すると大きな音になります． その周波数はチョークの長さlを3.3cm(3.3X10^(-2)m)とすると， 乾燥した空気中の音の速度v =330m/s (しめっていると速度が異なる) に対してv/l=10kHzとなります．チョークの長さlが長くな るほど共鳴する周波数は小さくなります． 10kHzというのはとっても高い音で，とっても耳障りです．
Re: 不快な音
CO さんのレス (2004/09/01(Wed) 20:15)
ken さん > チョークが揺れ動くと，まわりの空気もいっしょに揺れ動 > くので音が発生します．その１秒あたりの振動回数が > が次の共鳴の周波数条件と一致すると大きな音になります．
ということは，「チョークが鳴っている(発音体である)」ということでしょうか？
Re: 不快な音
ken さんのレス (2004/09/01(Wed) 20:29)
kenです． ＣＯさん >ということは，「チョークが鳴っている(発音体である)」 >ということでしょうか？
私の解釈ではそうです． 金属板や木の板を並べた楽器や音叉をたたくと，金属板の長さ に応じた周波数の音が鳴りますよね． （音叉は私は高校の物理の授業でしか見たことが ありませんがＵ字型の金属棒です) それと同じ原理だと思います．
Re: 不快な音(と宣伝)
CO さんのレス (2004/09/01(Wed) 20:46)
ken さん > 金属板や木の板を並べた楽器や音叉をたたくと，金属板の長さ > に応じた周波数の音が鳴りますよね．
なるほど． するとチョークが，摩擦力を外力とした強制振動で共鳴を起こすんでしょうね．
爪とかでひっかいたときに鳴る音は爪が鳴ってるんですかね・・？
参照先に，任意の周波数の音が出せるアプレットを貼ります． 10kHz って意外に高い音です，何回も聞いてたら寒気がしました．
Re: 不快な音
やかん さんのレス (2004/09/02(Thu) 07:11)
＞チョークの長さlが長くな ＞るほど共鳴する周波数は小さくなります． おおっ，なるほど．おっしゃるっ通り，うのみにしたいです． 長さを替えて，（でも１０ｃｍ，２０ｃｍのチョークなんてないか・・） １／２にすれば周波数が倍（単純に倍ではないかな）になって あるていど証明できますかね．
Re: 不快な音
マサシ さんのレス (2004/09/02(Thu) 12:37)
＞授業中に先生が黒板にチョークで字を書いているときに，たまにあの不快な音（キィィ〜〜ってやつです）がしますよね．あれは何の音でしょうか？ 初めて書き込みます． あの音は，トライボロジーという学問ででてくるスティック-スリップ現象というものだそうです．または付着摩擦ともいうそうです．
Re: 不快な音
やかん さんのレス (2004/09/02(Thu) 13:05)
マサシさん，はじめまして． ＞あの音は，トライボロジーという学問ででてくるスティック-スリップ現象という＞ものだそうです．または付着摩擦ともいうそうです． わー，はじめてお聞きした言葉で，勉強になりました． 検索してみたら出てますね．
Re: 不快な音
Dr.StrangeLab さんのレス (2004/09/02(Thu) 13:50)
チョークは炭酸カルシウムCaCO3か石膏CaSO4だそうですが， いま石膏の物性値しか見当たらないので， 石膏で計算します．
石膏の物性 ヤング率E12000MPa（=1.2×10^10[N/m^2]） 密度ρ1.6g/cm＾3=1.6×10^3[kg/m^3]
チョークは丸棒として， 直径d1.0×10^-2[m]（より断面積A7.9×10^-5[m^2]， 断面2次モーメントI=πd^4／64=4.9×10^-10[m^4]） 全長L0.05[m]
チョークを片持ち梁で近似すると， 片持ち梁の固有振動数fは f[Hz]＝（1/(2π)・(λ/L)^2・sqrt( EI/(ρA) ） （λは１次の振動モードに対応する振動数係数 で1.875となります．材料力学の本なんかに出ています）
上の物性値から計算すると， 振動数f=1.04×10^4[Hz]となりますので… スティック−スリップ現象によってチョークが 1次モード振動してる可能性は高そうですね． （kenさんの読みはスゴいですね^^）
手元に黒板とチョークがないので， 長さの影響を実験で確認できませんが… 長さ半分で周波数４倍ですから聞こえなくなるかも知れませんね．
