ある人物と次のようなことについて論争中です

---------------------------------------

PC(パソコン)の本体は
ファンやドライブ等が原因で短い周期で振動していますよね
それに対してPCが置いている床は建物の一部ですから揺れませんし
しっかりしていていますよね
ですからPCがその床に置いてある時は
PCが無重力状態でぷかぷか浮いている時より揺れませんよね
(↑この時点であっているか心配・・・)
それでは現在のところPCは床に直接置いてあるのですが
PCと床の間に柔らかいゴムのような防振をいれたら
PCの揺れは大きくなるでしょうか?小さくなるでしょうか?

---------------------------------------

私はPCの揺れは大きくなると思うのですが
論理的に説明できなくて
相手を説得できません
(相手は小さくなると主張します
むしろ私が間違っているのでは・・・!?と少し不安・・・)

くだらない事で申し訳ありませんが
どうか正しい答えと
それに対する論理的な反論の余地のない説明を教えてください
お願いします

A 回答 (4件)

実際にPCの揺れが大きくなるのか、小さくなるのかはもちろんやってみないとわかりません。


だからそういう意味では、「小さくなる」「大きくなる」との結論は、やってみないと出ないのが答えなので、cycloid448さんもその友人の方も間違いと言えますが、、、

知りたいことは(ゴムを入れると)必ず小さくなるわけではないという根拠ですよね?

ならば、逆に大きくなるケースを考えればよろしいかと思います。

たとえば、振動は結局ケースを振り子として細かく動いているだけですから、単純なケースとしてピアノ線を手で振ることを考えると、その先が床に接すると振り子の動きは止まります。
(ピアノ線の先端がビュンビュンと動くように振るわけですね)
しかし、たとえば非常に早く振った場合は、今度は一端が床に固定されていても、ピアノ線の中央が一番振幅が大きくなるような振動が起きます。

これは、ピアノ線の端が解放されている時にあった低周波での共鳴周波数が、一端が固定されることによりピアノ線の共鳴周波数から消えたために振動が起きなくなった。
と言うことが出来ます。

振動の振幅が元々小さい場合は、ゴムによる一端の固定は、完全に床に固定した場合と違って自由度がありますから、その分開放端の条件に近くなるでしょう。
(床の場合は、床との摩擦力によりますね)

比較的に低周波で振幅が大きいような振動の場合は、床に直接置いた方がゴムの上に置くとか、空中に浮かせるよりも振動は小さくなります。
理由は結局ピアノ線の振動の例と同じことが起きるからです。

なかなか適当な例を思いつかないので、このぐらいしか説明できませんが、どんなものでしょうか?

PCの場合は難しいですね。筐体の構造、重量、発生している振動の周波数にもよりそうですから。
低周波の振動を止めるのに、どこかを固定したら、高い共振周波数が生まれてしまって、また震動源に丁度その周波数が含まれていたために、低周波の振動は小さくなったけど、高周波の振動は大きくなったなんてことも良くある話です。
(こうなるとcycloid448さんの方が結果的に間違いとなりますけどね)

では。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます
さて論争の行方なのですが
おかげさまで「お互いに誤っていた」という事で
血で血をあらう争いに発展する事なく(笑)無事に決着しました
いろいろとわがままな質問に答えていただき
ありがとうございました

お礼日時:2001/03/23 16:07

補足読みました。


そうですね、実際はこの振動問題はかなり複雑なんですよ。
では、振動(を低減させる)の専門家がどうやっているかというと、

1)加速度センサー(振動を測定する小さな素子)を沢山筐体に張り付ける。
2)外から様々な周波数の振動を加える。
3)あと、内部で発生している振動も動作させて測定する。
4)筐体の構造をコンピュータで再現させ、有限要素法という手法で振動解析し、測定結果とつき合わせて、モデルを構築。
5)このモデルに対してどこの部材をどのように変化させれば振動が低減できるかをシミュレーションする。
  (変化とは、構造の形状(補強剤とか、重量を変えるとか、材質を変えるとか、etc..)
6)最後にその設計変更を織り込んで、また1,2を行い効果を確認する。

うまく行くと一度で振動は下がるし、だめならばまたやり直しです。
(もちろん専門家ですから、大抵は一度でうまく行きますが)

なんて事をやっています。

反射の話は、固定端の反射(床がある場合)、自由端の反射(空気の場合)ですね。
(高校で習うやつです。)
現実の物は複雑で、簡単には「これである」とはなかなか言えないのが難しいところです。

ご参考までに。
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この回答へのお礼

ありがとうございます
いろいろ教えていただいた上で恐縮ですが
前回の回答の中で
>・上記の条件でないときにはゴムを入れると大きくなるでしょう。
この大きくなる理由を相手に説明したいのです
相手はこの点について「小さくなるだろう!」なんていっているのです
(この点を論破すれば私の勝ちなんですが)
どうかこれについて論理的に説明できないものでしょうか

お礼日時:2001/03/23 08:00

答えはどっちでもありうるでしょう。



まず、前提条件の床が揺れないというのは間違っています。
(揺れるから上の階の物音が聞こえるんです。)

で、PCの揺れが大きくなるかどうかですが、

・PCの振動が床と共振する、又はPCの足が床によって制限された時のPC本体の共鳴周波数に近いか一致する振動が起きているときには、ゴムを入れると小さくなるでしょう。
・上記の条件でないときにはゴムを入れると大きくなるでしょう。

振動が大きくなるか小さくなるかは、その系の共鳴(又は共振ともいう)周波数と実際の振動源の発生する周波数との関係で決まると言うことです。
その系の共鳴周波数は、系の重量、形状などで決まってきます。PCが床におかれたときには、完全ではなくても一部PCの筐体になりますから、変化があるでしょう。
あと、境界(ここではPCと床の間)があると反射が起きますのでそれも考慮しなければなりません。
そのため、たとえ床が「揺れない」としてもどっちになるかは、その対象物(の共鳴周波数)次第です。

これは工業的には様々なところで応用されています。
たとえば建物の地震対策でも同じ方法が利用されています。車の防振対策も同じです。

実際にPCの振動を小さくしたい場合には、試してみることが一番簡単です。

では。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
両方試したのですが振動は両者とも手で触ってみる程度では到底比較できない差でした。こうなったら何か振動を計測する機器でも探してみようかと・・・ってそこまでする事ないっすね・・・
簡単に言えば「共振していなければ大きくなるそうでなければ小さくなる」という事なのでしょうか?
あと私の方でも調べてみようと思いますが
> 境界(ここではPCと床の間)があると反射が起きますのでそれも・・・
の「反射」とは・・・?、あと
> PCの足が床によって制限された時のPC本体の共鳴周波数に近いか一致する振動が起きているときには・・・
という所がよくわからないので補足していただけると有難いです
(物理勉強しなきゃいけないかな・・・)
とても専門的(論理的)に説明していただきまして
よい説得(あるいは結論かな?)が出来そうです!

お礼日時:2001/03/22 03:21

商社に勤めていて、防振ゴムも扱い商品の一つです。


理論的には明確じゃないかも知れませんが、体験的な見地から言わせていただきます。

本体の揺れが大きくなるかどうかは「加振力」と「自重」との関わりだと思います。
例えばファン、扇風機のような物を防振ゴムのような緩衝剤で防振するときは、本体の揺れは大きくなります。
床に伝わる振動は小さくなりますけどね。
ファンの羽は本体寸法に比して大きく、そのバランスの悪さから来る加振力は大きく作用するようです。
逆にコンプレッサーを防振すると、本体の揺れすらも小さくなるように感じます。
コンプレッサーの振動部は本体の自重に比して小さく、
その辺が関わっているのではないか、と思います。

PCの場合、ファンやドライブが振動を発生しても、PC本体の自重に比して、その加振力は小さいと感じます。
従って、小さいファンなどが振動しても、加振力が本体自重に比して小さいために、本体を防振ゴムなどで浮かした場合、本体の振動幅は小さくなるのではないでしょうか。

・・・予想ですけど。

現実にはパソコンの防振の要求は周囲の振動からの保護、と言う要求からです。
周囲から振動を食らうとハードディスクがクラッシュしたりするからです。
プリンターの防振は更に要求が高いのですが、これはプリンタヘッドの重量が本体に比して大きく、しかも極低周波数で行ったり来たりするので更に難しい防振です。
大きい加重を持った基礎で受けて、その基礎ごと防振する発想でないとなかなか解決しません。

ここまで書いても、別に理論的に解説しているわけじゃないですね。
すみません。
でも、体験的にはそういうことです。

ご参考に。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
防振ゴムを扱っている商社の方のご意見ですから説得力あるかもしれません。
ありゃ・・・?
この意見だとドローって事・・・
でも、防振に付いて参考になりました。ありがとうございます。

お礼日時:2001/03/22 03:02

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>>>
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何卒よろしくお願い申し上げます。

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機械メーカーなら振動の知識がある人はいると思うのですが。。。そういう人について行ってもらうのがよいのではないでしょうか?

建築が専門で、機械の振動は専門でないので、多少見当違いの答えになるかもしれませんが、回答です。

(1)防振というのはいくつもの対策方法があります。共振点をずらすのもそのうちの1つですし、加振源の特性を変える方法(回転数の調整など)や減衰を増やしてやるのもあります。減衰付加方法としては粘性・粘弾性のダンパーや動吸器などの方法があります。使い分けはケースバイケースで、ある程度経験が必要です。詳細は防振関係の本を1度読んだ方がよいと思います(ここで書ききれるほどの内容量ではないです)。

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(3)振動の原因が何かを把握することが大事です。
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Qバネ定数のことに関して

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Aベストアンサー

 
 
>> 荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合、感覚的にはバネ定数が大きくなり硬くなるような気がする <<

 図は板バネですが、コイルバネも伸ばして考えれば同様です。

   ┃              ↓押す
 壁┠────────── 
   ┃   棒 状 の バ ネ

 バネ定数 k は下式で定義されます。Xは変形距離、Fは力。

   F = k・X  …(1)

右端をゆっくり押せば、棒の全長が分担して撓(たわ)んで上式が支配的ですが、ご質問の「加重がものすごく速い」、例えばハンマーで叩いたときの撃力パルスでは、その瞬間のバネ材で支配的なのは (1)式ではありません。「速い変形」の言葉どおり「静的な変位ではない」のです。「動的な変位=速度V」と力Fの関係式

  F = Z・V  …(2)

が支配的になってます。Z はバネ材の機械インピーダンスで、大まかには z=√(密度・剛性率) 程度です。 ハンマーの撃力によって変形速度がどうなるのかはバネの材質と形状寸法に依ります。


バネ定数が見かけ大きくなるような話とは全くちがうのです。相対論的質量のようなモデルに填らないで。


 電気の方での例え話;
テレビのアンテナとつながってる同軸ケーブル。あれを「50オームのケーブル」とか言うときの「50オーム」は、上記の「撃力パルス印加時の」インピーダンスと同じです。ものすごく速い電気的変化では その値になるのです。 しかし直流テスターで測ると1個のコンデンサにしか見えません。
 バネも同様に、静的と動的では別ものに変身します。



 ということで、ご質問の、
バネが一瞬硬くなるところは正しくて、その原因をバネ定数に求めてしまうところが外してます。 考えの基礎に置くモデルとしては、学校で習うような単純に剛体に撃力を与える構図ではなく、

  ─●─バネ─●─バネ─●─バネ─●─…
   原子    原子    原子     原子

のモデルです。静的な(1)式は全バネに均等分担した構図、動的な(2)式は図を縄のように上下に揺すった横振動が伝わる速さが無限大でないことによる伝達の遅れによる現象です。機械インピーダンスは この図を運動方程式で書いたときの係数で登場します。
バネに相当するのは金属原子イオン同志の間に存在する引力です。と言っても同種のプラスイオン同志が引き合うわけではなく、周囲に大量に存在する自由電子が織りなす力です。
 
 

 
 
>> 荷重をかけるスピードがものすごく速くなった場合、感覚的にはバネ定数が大きくなり硬くなるような気がする <<

 図は板バネですが、コイルバネも伸ばして考えれば同様です。

   ┃              ↓押す
 壁┠────────── 
   ┃   棒 状 の バ ネ

 バネ定数 k は下式で定義されます。Xは変形距離、Fは力。

   F = k・X  …(1)

右端をゆっくり押せば、棒の全長が分担して撓(たわ)んで上式が支配的ですが、ご質問の「加重がものすごく速い」、例えばハンマ...続きを読む

QOfficeの図形描画で不等辺多角形をえがくには?

Officeの図形描画で不等辺多角形をえがいて、色を塗りたいと思います。不等辺多角形をかくことはできますか?

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エクセルの例でお答えします、
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「線」の項目があり、
そこの2段目中央の線がフリーハンド(直線)で、
図形を描くコマンドです。
書いたあとで、色の変更は可能ですよ。

Q隣からの振動を緩和する方法ありますか?

こんにちは、以前http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1948845で質問させていただいたものです。
現在耳栓を使用していて、声は前ほど気にならなくなりましたが、
今は隣のベッドからの振動に悩んでいます。
朝は7時半頃から週4回ほど、夜はほぼ毎日22時~1時くらいに
始まり、20分くらいゆれ続けるので起きてしまいます。
朝は8時半におきれば間に合うので、もう少し
寝ていたいのに…と、身勝手ですが思ってしまいます。

私のうちにも彼氏がたまに来ます。
それで、恥ずかしいのですが愛し合うこともあり…
(すみません、こんな表現しか浮かびません)
お隣が留守のときにしかしないようにしてますが、
それでもお隣がいることに気づかず不快な思いを
させていたかも…と思うと、注意なども出来ずにいます。

もちろん多少の生活音などはお互い様ですし、
音が解決したらこんどは振動が気になるなどと言っていたら
きりがない、と思われるかもしれません。

お隣のことで憂鬱で家に帰りたくなくて、
昨日は大学に泊まってしまいました。
家にいるといつ揺れだすかと緊張して、本当は静かなのに
ベッドが揺れているような錯覚を起こすこともあります。

それで、タイトルのような質問をさせていただきました。手紙を書くとすればその内容・または効果のあるグッズなど、ぜひ教えてください。
引越しはお金がなくてできそうにないです。
同じアパートで部屋を変えるのも、空き部屋がなく無理っぽいです…。

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Aベストアンサー

一技術者としてまじめに検討してみました。

>効果のあるグッズなど

振動対策を考えているのなら多分ないでしょう。
#1さんが紹介している制振ゴムも無駄だと思います。

営みによる振動を測定したことはないのですが、人間の歩行は2Hzぐらいで、小走りで、2.5Hzです。それから推定するとおそらく振動の主成分は2~3Hzぐらい、激しくしても10Hzもいかないのではないかと思います。

防振材料は適用周波数範囲が決まっています。このあたりの周波数になると、ゴム系の材料では全く対応できません(20Hzぐらいまで)。また金属製スプリング(10HZぐらいまで)でもかなり厳しいです。
ベッドのスプリングでも対応しきれていないようですし。
逆にこれらの周波数に対応できる商品では柔らかすぎて安定しません。

そこで工場などにおいて振動対策でこのぐらい低い周波数対策を行わなければならない場合は、空気バネを使用します。空気バネにはエアコンプレッサーが必要で、空気圧を調整しながら対応しています。コンプレッサーは大きな騒音を発生しますし、かなり高額です。

あとは建物自体を補強するか吊り免震といわれるような構法ぐらいしか思いつきません。
もしかしたら大きなハンモックならば対応できるかもしれませんが、一般の住居内ですと吊すことはできないでしょう。

振動自体の対策はあきらめた方がよいと思います。

ちなみに振動は身体で感じるものですが、振動でものが揺れて音が発生すると、より敏感に反応します。
カタカタ音が鳴るようなものを固定する、そのようなものの下にタオルなどを挟んで音が出ないようにすると、多少心理的効果が出るかもしれません。

後はできるだけリラックスできるようにBGMを近所迷惑にならない程度に流すとよいかもしれません。
BGMには他の音を聞こえなくする(マスキングする)効果があります。


>同じアパートで部屋を変えるのも、空き部屋がなく無理っぽいです…。

ちなみに、同じアパートであっても部屋を変更する場合場合新規契約扱いになることがほとんどです。すなわち敷金・礼金が(業者を通じると仲介料も)が発生する可能性が大きいです。
同じアパート内の移動でも、普通の引っ越しと同じと考えておいた方がよいです。


>手紙を書くとすればその内容

先の質問でも管理人さんに相談されるようにアドバイスを受けていたと思うのですが、大家さんや管理会社に相談をしてみましたか? できれば直接行動に移すよりも、それらを介してのほうが角が立たないような気がします。

また、1ルームの場合、1人住まいであることを条件にしているアパートも数多くあります。そういう場合、同棲状態の場合契約違反に抵触することとして、注意をしてくれるかもしれません。
個々で契約内容が違う場合もあるのですが、大抵は同じような条件になっています。自分の契約書を見ればどうなっているかはわかると思います。


>お隣のことで憂鬱で家に帰りたくなくて、昨日は大学に泊まってしまいました。
家にいるといつ揺れだすかと緊張して、本当は静かなのにベッドが揺れているような錯覚を起こすこともあります。

随分精神的に参っているようです。できれば引っ越した方がよいのではないでしょうか?
学生さんのようですので、まずは親御さんに相談してみた方がよいのでは?
健康を崩すよりはよいと思います。

一技術者としてまじめに検討してみました。

>効果のあるグッズなど

振動対策を考えているのなら多分ないでしょう。
#1さんが紹介している制振ゴムも無駄だと思います。

営みによる振動を測定したことはないのですが、人間の歩行は2Hzぐらいで、小走りで、2.5Hzです。それから推定するとおそらく振動の主成分は2~3Hzぐらい、激しくしても10Hzもいかないのではないかと思います。

防振材料は適用周波数範囲が決まっています。このあたりの周波数になると、ゴム系の材料では全く対応...続きを読む

QVA提案とVE提案の違いを教えて下さい。

こんにちわ。
VA提案とVE提案の意味の違いを教えて下さい。
宜しく、お願い致します。

Aベストアンサー

用語的には。
VA:Value Analysisの頭文字(価値分析)
VE:Value Engineeringの頭文字(価値工学)

VAは、おおざっぱに言って、既存の製品に対して改善を行う手法。
製品やその部品に対して、必要とされる機能や品質を考えて現状を分析し、コスト低下につながる代替案を提案する。
この部品は何のために使うのか →他に代替えになる物はないか →あるいは現状の品質がほんとに必要かなど。

VEは、開発設計段階から行う手法。
設計を行う場合に、機能や品質を満足するするに必要なレベルを考慮する。
(適正な材料の選択、適正公差、最適工法の選択、仕上げ方法の見直しなど)
不必要に過剰品質にならない、設計が複雑では製造段階での努力には限界がある、それらを含めて設計段階への提案。

現在では、VEの方が重視されている、もちろん既存製品に対するVA提案を受けて、次製品へのVE活動につなげていきます。

個人サイトですが「VEをもっと知ろう」
http://www.geocities.jp/taka1yokota/mypage4-ve1.htm
(VEの考え方がおおよそ分かると思います)

社団法人日本VE協会「VE基本テキスト」
http://www.sjve.org/102_VE/images/302_basic.pdf
(PDFファイルです)

こんな感じです。

用語的には。
VA:Value Analysisの頭文字(価値分析)
VE:Value Engineeringの頭文字(価値工学)

VAは、おおざっぱに言って、既存の製品に対して改善を行う手法。
製品やその部品に対して、必要とされる機能や品質を考えて現状を分析し、コスト低下につながる代替案を提案する。
この部品は何のために使うのか →他に代替えになる物はないか →あるいは現状の品質がほんとに必要かなど。

VEは、開発設計段階から行う手法。
設計を行う場合に、機能や品質を満足するするに必要なレベルを考慮する。
...続きを読む

Q部屋全体が振動。もう我慢できません!

昨年の10月に、1Kの新築アパートに引っ越してきました。
造りは3階建てで、1,2階は大家さん親子が二世帯住宅のような感じで住んでいます。
賃貸部分は3階のみで、私の部屋は一番西側の部屋です。居室は約6.1畳です。
住み始めた当初は暑くて、二つの窓を開けている事が多かったせいか気にならなかったのですが、
寒くなって、部屋を密閉するようになってから、「ウォーン、ウォーン」という低い音が、
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色々考え、一番酷いのがベットの足方向にあるクローゼットの脇の壁が振動と、音が酷いのが分かりました。
耳をつけると、そこから「ウォーン、ウォーン」とか、「ヴォーーー」というような音がし、微振動もしています。
管理会社に連絡して、1ヶ月以上たってようやく動いてくれたと思ったら、
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・・・結果、2ヶ月以上してやっと判明したのが、自室のキッチンの冷蔵庫のモータ音が床や壁に反響しているようなんです。
いつも「カタン」という何かが切り替わる音がしてそのとたん、部屋全体が鳴り響くような感じです。
音がしないのは、狭い部屋の真ん中だけで、ベットに寝ている時は常にモータが動いている時は
音がうるさくて眠れないので(枕に耳をつけて寝ていると「ヴォーーー」という音はもちろん、頭に微振動が伝わってきます。)
コタツで寝る事が多くなりました。
冷蔵庫の足の下に、防振・防音の薄いウレタンマットを敷きましたが、マットとマットの間にできた、
わずかな隙間のせいでよけいに騒音が大きくなりました。
建物は鉄筋コンクリートで硬いフローリングですが、なぜか階下の音がすごく聞こえてきます。
(椅子をギーっと引きずる音とか、ドアの音とかがビンビン響いてきます)構造もおかしいのではないか、と思いつつ、
毎日毎日の事で落ち着く事がなく、ストレスがたまりまくっています。アパートに帰るのが嫌で仕方ありません。
どうしたらいいですか?ご助言ください。

昨年の10月に、1Kの新築アパートに引っ越してきました。
造りは3階建てで、1,2階は大家さん親子が二世帯住宅のような感じで住んでいます。
賃貸部分は3階のみで、私の部屋は一番西側の部屋です。居室は約6.1畳です。
住み始めた当初は暑くて、二つの窓を開けている事が多かったせいか気にならなかったのですが、
寒くなって、部屋を密閉するようになってから、「ウォーン、ウォーン」という低い音が、
数十分おきに聞こえるようになったのです。
色々考え、一番酷いのがベットの足方向にあるク...続きを読む

Aベストアンサー

振動の件ですが、どうも使用したウレタンの耐荷重を冷蔵庫の重量がこえているようです。またこたつのほうがベッドよりましなのは、ベッドの構造が問題の振動と共振して振動が大きくなっているためではないかと推定します。
冷蔵庫の重量を調べて、適切な防振材料を使用すれば、振動は低減できると思います。振動が低減できれば、音自体も低下するでしょう。

つぎに音自体の問題ですが、鉄筋コンクリートは遮音性能が高い材料ですので、吸音しません。
つまり、音の通り抜けはすくないのですが、同じ部屋で発生する音を吸収しない構造です(エネルギー保存の法則により音が外部に漏れないなら、音のエネルギーは部屋の中にとどまりますので)。
さらに、鉄筋コンクリートではクロス地か貼りであることが多いので、表面での吸音力が少なく反響することがあります。
(でもボードを張ると今度は遮音性能が低下して隣りの音が抜けやすくなります)。

四角い平行面を持った部屋では向かい合う壁と壁、天井と床の間で、音が増幅することがあります。この増幅は部屋の大きさで増幅しやすい周波数というのが決まっています。ちょうど発生源の周波数とその部屋で増幅しやすい音の周波数が一致しているのではないかと思います。
この場合カーテンのように表面がなめらかでないもの、吸音板のように不規則に穴の空いたものを壁に取り付けると、反響が防げます。家具などを乱雑に配置すると防げたりもします。
また床を絨毯で覆うと天井と床の間の反響が防げます。

つまり壁、床、天井など表面をなめらかな平行な面でなくしてやれば、反響が低下します。

>建物は鉄筋コンクリートで硬いフローリングですが、なぜか階下の音がすごく聞こえてきます。

これはいずれも構造体を直接振動させる音によるものですので、固体伝播音による影響だと思います。
こいつは防ぐのはかなり無理です。何しろどこを通って伝わってくるのか把握できませんので。また予測もほとんど不可能です。

振動の件ですが、どうも使用したウレタンの耐荷重を冷蔵庫の重量がこえているようです。またこたつのほうがベッドよりましなのは、ベッドの構造が問題の振動と共振して振動が大きくなっているためではないかと推定します。
冷蔵庫の重量を調べて、適切な防振材料を使用すれば、振動は低減できると思います。振動が低減できれば、音自体も低下するでしょう。

つぎに音自体の問題ですが、鉄筋コンクリートは遮音性能が高い材料ですので、吸音しません。
つまり、音の通り抜けはすくないのですが、同じ部屋で発...続きを読む

Qヤングの係数とバネ定数の関係

ヤングの係数とバネ定数の関係って横か縦かの違いで同じような定数ですけど
これらって相関関係とかってあるのでしょうか?
ありましたらその式などを教えて下さい。

Aベストアンサー

>横か縦かの違いで同じような定数・・・
 ここがちょっと気になりました。横弾性係数(せん断弾性係数),縦弾性係数(ヤング率)とバネ定数という事であれば、ちょっと微妙です(発想は同じですけど)。

 以下、#1さんと同じように、一様な弾性体でできた棒で考え、ヤング率とは縦弾性係数の事であると限定します。

 既にお気づきのように、ヤング率とバネ定数の意味は、実質的に同じなんじゃないかと問われれば、その通りです。ある材料で出来た一本の棒の伸び縮みを考えるには、ヤング率でもバネ定数でも、同じように記述できます。では何故、ヤング率を使うのか?。
 ある材料で出来た一本の棒を与えれば、もちろんバネ定数は一個に決まります。しかし並列バネ,直列バネの関係はご存知ですよね?。

 棒を縦に連結すれば(直列バネ)、本数に反比例してバネ定数は小さくなります(材質は同じなのに!)。棒を横に束ねれば(並列バネ)、本数に比例してバネ定数は大きくなります(材質は同じなのに!)。
 これって意味はわかるけど、不便じゃない?って話です。だったら単位長さ当たり(直列バネの規格化),単位断面積当たり(並列バネの規格化)のバネ定数を考えれば、良いはずだ、となります。それで、

 k=EA/L

となります。ここでkは棒のバネ定数,Eは棒の材質のヤング率,Aは棒の断面積,Lは棒の長さです。上記関係式をうまく使えるように、応力も歪も定義されます。

 最初は、こんな発想だったのかしら?、と思っています。

>横か縦かの違いで同じような定数・・・
 ここがちょっと気になりました。横弾性係数(せん断弾性係数),縦弾性係数(ヤング率)とバネ定数という事であれば、ちょっと微妙です(発想は同じですけど)。

 以下、#1さんと同じように、一様な弾性体でできた棒で考え、ヤング率とは縦弾性係数の事であると限定します。

 既にお気づきのように、ヤング率とバネ定数の意味は、実質的に同じなんじゃないかと問われれば、その通りです。ある材料で出来た一本の棒の伸び縮みを考えるには、ヤング率でもバネ定...続きを読む


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