「ペンデュラムウェーブ」とは振り子の長さを少しずつ変えて同時に振ると、美しい波のような模様が現れる装置です。私はYouTubeでビー玉を使ったペンデュラムウェーブの動画を見て、その不思議な動きに魅了されました。「どうしてこんな模様が生まれるのか？」「自分でも作れるだろうか？」と考え、実際に装置を作りながら調べてみることにしました。
ビー玉に毛糸をマスキングテープで止め、紐の長さを下表のようにした
| ビー玉① | ビー玉② | ビー玉③ | ビー玉④ | ビー玉⑤ |
|---|---|---|---|---|
| 30cm | 31cm | 32cm | 33cm | 34cm |
ビー玉に短く切ったストローを付け、テグスを通し、下敷きで挟み摩擦を減らした。糸の長さは下表のようにした
| ビー玉 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ⑩ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 長さ(cm) | 29.5 | 30.6 | 31.8 | 33.0 | 34.3 | 35.7 | 37.2 | 38.7 | 40.4 | 42.2 |
周期の違いを観察し、原理を知るために4個の振り子バージョンを作成
| 重力加速度g(m/秒^2) | 9.8 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60秒間に振れる回数 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 |
| 1回振れる周期T(秒) | 1.3043 | 1.2766 | 1.2500 | 1.2245 | 1.2000 | 1.1765 | 1.1538 | 1.1321 | 1.1111 | 1.0909 |
| 長さl(m) | 0.4223 | 0.4046 | 0.3879 | 0.3722 | 0.3575 | 0.3436 | 0.3305 | 0.3181 | 0.3065 | 0.2954 |
| 4個バージョン | ◯ | ◯ | ◯ | ◯ | ||||||
下のパネルで振り子の数や周期を自由に調整できます
クリックまたは下のボタンで開始
ペンデュラムウェーブは、長さがわずかに異なる多数の振り子を同時に揺らすことで生まれる、美しい視覚現象です。 それぞれの振り子は固有の周期で振動しますが、その周期の差が時間とともに位相のずれを生み出します。 このずれが、波のようなパターン、らせん模様、そして再び一列に揃うといった、複雑で魅力的な動きを次々と作り出します。 そして、サイクルの最後には全ての振り子が再び一列に揃います。