コーヒースプーンの振動数の変化について

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ぴろり
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2010/02/27 12:46
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 コーヒースプーンに限らず、カップ状の容器に容れた液体を、金属製のコーヒースプーンなどでかき混ぜると、スプーンから「ひゅぉんひゅぉん…」という感じの音が聞こえると思います。今日、コーヒーを煎れた時に、熱いコーヒーに砂糖とミルクを入れてかき混ぜると、かき混ぜるにつれてこの音が高音方向に移動することに気が付きました。
 高温のコーヒーに温められた金属製のスプーンが熱膨張し、スプーンの密度が変化するため…と思っていましたが、本当のところはどうなんでしょうか? なぜなにサイエンス!

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予想

 もし、スプーンの熱膨張による密度変化が音程に関係しているのであれば、以下の予想が成り立ちます。

  1. 高温の液体をかき混ぜると、音程は高音方向に変化する ∵ コーヒーの実例
  2. 低温の液体をかき混ぜると、音程は低音方向に変化する
  3. 常温の液体をかき混ぜても、音程は変化しない

実験

 というわけで、実験してみます。平和な週末だから可能な実験。一体、何をやっているんでしょうか。他の条件でも試してみたところ以下のようになりました。

  1. 常温(約15度)の水道水は、かき混ぜても音程に変化はない
  2. 高温(約90度)の水道水は、かき混ぜても音程に変化はない
  3. 低温(約3度)の野菜ジュースは、かき混ぜても音程に変化はない
  4. 高温(約90度)の水道水に砂糖を加えてかき混ぜると、音程が高音方向に変化する

考察と結論

 うーん、予想外。実際は、スプーンの密度変化も何らかの関係があるとは思うのですが、この実験からは影響がないように見えます。むしろ、4. の結果から、かき混ぜることで砂糖が溶け出し、液体自体の密度が変化することが理由のように考えられます。

 ということで、「液体を棒状の物体でかき混ぜるときに発生する音の音程は、液体の密度に関係する」という結論に。なるほどサイエンス!

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ぴろり ◆OLEEi.VOX.ぴろり ◆OLEEi.VOX.
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2010/02/27 14:24
ID
jeaXklp2
不思議に思っていたのは私だけじゃなかったんですね(笑)
私が飲んでいるのはドリップコーヒーです。
多分、インスタントコーヒーでもコーヒー粉が溶出していく過程で、液体密度が変化するために同じ現象が起こるのだと思います。
Posted by
nn
at
2010/02/27 13:40
ID
sjTp.Z9U
そのコーヒーがインスタントコーヒーなら,原因は気泡にあるようです。
今日の一言【25年来の疑問】|パンニューブログ
http://ameblo.jp/punchgum/entry-10295036061.html
このテーマは物理の教材にもなっているようです。
CiNii -  Variation in Tones of Sound from the Mug Hit by a Spoon
http://ci.nii.ac.jp/naid/110007491429

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