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固有振動数とは?1分でわかる意味、読み方、計算、公式、単位

固有振動数(こゆうしんどうすう)とは、物体が1秒間に振動する回数です。固有周期(こゆうしゅうき)の逆数で表します。今回は固有振動数の意味、読み方、計算、公式と単位について説明します。似た用語に、固有円振動数があります。固有周期の意味は下記が参考になります。

固有周期の基礎知識と、3分でわかる計算方法

固有振動数とは?

固有振動数(こゆうしんどうすう)とは、物体が1秒間に振動する回数です。固有周期の逆数です。


下図をみてください。この質点が左右に揺れる状態を考えます。

質点と固有振動数

まず固有周期とは、振り子が左右に揺れる時、左⇒原点(元の位置)⇒右⇒原点⇒左に戻るまでの時間です。あるいは右からスタートして右に戻るまでの時間です。揺れの波形は、下図のように示します。これが固有周期です。

固有周期

固有周期と振り子

例えば、上図の振り子の固有周期が2秒だとします。1回の振動に2秒かかるといえます。「1秒当たり、何回振動するか?」というと、


1/2=0.5回


ですね。固有周期の意味は、下記が参考になります。

固有周期の基礎知識と、3分でわかる計算方法


上記より、固有周期が長いほど、1秒当たりの振動数(固有振動数)は少ないですね。逆に固有周期が短いと、固有振動数は大きくなります。

固有振動数の読み方

固有振動数は「こゆうしんどうすう」と読みます。関係用語の読み方は下記です。


固有円振動数 ⇒ こゆうえんしんどうすう

固有周期 ⇒ こゆうしゅうき

振幅 ⇒ しんぷく


固有周期の意味は、下記が参考になります。

固有周期の基礎知識と、3分でわかる計算方法

固有振動数の公式と計算

固有振動数の公式は、下記です。


f=1/T


また、固有円振動数を用いて下式で計算します。


f=2π/ω


ω=√m/k

f=1/2π√m/k


です。

固有振動数の単位

固有振動数の単位は、


Hz(ヘルツ)

1/s


です。Hzは、1秒間に物体が振動する回数を意味します。

まとめ

今回は固有振動数について説明しました。意味が理解頂けたと思います。固有振動数は、1秒当たりに振動する回数です。固有周期の逆数で計算します。固有周期と固有振動数の関係、意味を理解しましょう。下記が参考になります。

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