【小学校中学年・高学年向け】1日でできる自由研究!ドップラー効果を調べてみよう

家のものを使って簡単に1日でできる自由研究を紹介(しょうかい)します。

救急車(きゅうきゅうしゃ)やパトカーが近づいてくる時と通り過ぎた後でサイレンの音に違和感(いわかん)を感じたことはありませんか?
今回はこの「ドップラー効果」と呼ばれる現象(げんしょう)を実験してみましょう。

物をふりまわしてキケンなので、必ず大人といっしょに実験しましょう。

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ドップラー効果を調べてみよう

準備するもの

 めざまし時計、もしくはタイマー(音が連続して鳴るもの)

 じょうぶなひも

 スーパーなどのポリぶくろ

実験(じっけん)の注意点(ちゅういてん)

 必ず大人といっしょに実験(じっけん)しよう

 広い場所で実験(じっけん)しよう

 ふり回しても壁(かべ)や人などに当たらないよう気を付けよう

 強くふり回さないようにしよう

実験準備(じっけんじゅんび)

➀  めざまし時計を鳴らしたまま、ポリぶくろの中に入れる

➁  ポリぶくろの持ち手にひもを付ける
  ふり回しても大丈夫なようにしっかり結ぶ

実験方法(じっけんほうほう)

時計を回す人と、少しはなれて音を聞く人の2人で実験する。

➀ ひもを持って時計をグルグル回す

➁ 時計の音が高くなったり低くなったり聞こえる
  近づいてくる時に高く、遠ざかる時は低く聞こえたかな?

回転のスピードを落としてみよう
グルグル回すスピードを落としてみよう。聞こえ方は変わるかな?
時計を回さず手に持って近づいたり遠ざかると聞こえ方に変化があるかな?

音の高さが変わるのはなぜ?

空気を伝わる音の波が関係します。
音の波が縮まり、音の振動(しんどう)数がふえると音が高く聞こえます。逆に音の波が伸び、音の振動数がへると音が低く聞こえます。

今回の実験では、時計が近づいてくる時は音の波が縮まるため、音が高く聞こえます。逆に時計が遠ざかる時は音の波が伸び、音が低く聞こえる、というわけです。

参考サイト

学研 キッズネット 【100円ショップ大実験】時計をふり回して実験「目覚ましドップラー効果(こうか)」

まとめ

いかがでしたでしょうか。
身近な現象(げんしょう)について自由研究で実験をしてみると、意外な発見があるかもしれません。日常生活のギモンをぜひ調べてみてください。

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