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高効率回転実験 音編 企画+α

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実験の設定計画
項目6の磁界設定について<追記1><追記2>あります。
<追記3>あります。

1、両端開放型吊り下げ式チャイムバーの構造
両端開放型チャイムバーは発振周波数の特性(1/3倍音を発振する)から下図のようにパイプを4等分した周波数の構成が予測できます。したがって消音点は2つの区切り点ということになります。またパイプ中央線も消音点ですが、中央で区切り、打撃を与えますとパイプの発振周波数が高くなります。詳細な考察については今回は取り上げません。
また打撃点は○印で示す位置が妥当と云えます。
響き方の好みによって消音点の取り方は個人差があります。私の場合は1/4弱の位置が多いようです。
吊り下げ型チャイムバーの場合 この消音点に穴を開け紐を通してチャイムバーにします。ただしこれは私が現在作成しているチャイムバーについてであり、演奏などに使われるウィンドチャイムのバーの構造とは違います。




2、使用する材料
今回使用するパイプは径32mm厚1.5mm鋼管です。
鋼管を使用する理由は熱膨張による音程変化の少なさ及び入手し易さからです。
主な金属の線膨張率の比較です。パイプという形状から線膨張率の低いものの方が温度による音程変動が少ないと言えます。
水銀 : 60
アルミニウム : 23
黄銅(真鍮) : 19
鉄・鋼 : 12.1
炭素鋼 : 10.8
SUS401(磁性反応のあるステンレス):10.4
SUS305(磁性反応の無いステンレス):17.3
金 : 14.3
銅: 16.8
亜鉛 : 30.2

入手し易さという点では膨張係数の低い炭素鋼鋼管も用意できるのですが、概ね肉厚の大きい物が多く手にぶら下げて音を鳴らすという動作には重くて不向きです。
実験には磁石を用いる為SUS305の使用も検討しましたが、膨張係数が鋼管に比べ劣ることと 資材費が高くつくことから中止しました。更に自動車の燃費実験においてスチール製ホイールでもアルミホイールと同等あるいはそれ以上の効果を得ており音波振動が回転である場合、パイプの磁性反応は無視できると判断しました。



3、パイプの吊るし方
通常のチャイムバーは消音点に紐を通し吊り下げる形式ですが 叩く角度や位置によって音の余韻には変化が現れます。
今回のチャイムバー実験の想定ではパイプの周りに音波が渦状に回転していると想定しています。そのためパイプも回転しやすい構造の方が均質な音量が出やすいかもしれない という仮説を立てました。
そこで 下の写真のような金具を作成し 消音点にあてがい1本の紐で吊り下げる方法をとります。
弦楽器を観察しますと単一方向からの打撃でも弦は縄跳び縄のように全体に幅を持つように太く見えます。
2本の紐で運動制限を与えるより1本の方が動作の自由度が高いと推理できます。


4、打撃力を一定にする
チャイムバーを鳴らすには打撃の動作が必要になります。
実験にあたり いろいろなパターンでチャイムバーを鳴らす必要があります。ですが打撃力は 実験毎に同じ打撃力でなければ比較検討の対象としては信憑性にかけます。
そこで スプリング等で打ち出すゴムハンマーを作成する必要があります。



5、周波数の設定
周波数と言いますか音程はB♭に調整しました。正確にはB♭+12セントくらいです。ですが音程は音叉の様に一定ではなく若感上下します。言い換えますと帯域を持って発振します。
B♭の音程にしたのはわけがありまして、当初耳鳴りが始まった頃の事ですが、同じ音程を聴いていると耳鳴りもその音程に同調するということがわかりました。
四六時中なっているので今まで耳鳴りの経験が無い私には とても落ち着かない日々です。
そこで実験的にギターの単音を聴き続けて耳鳴りに学習をさせてみてはどうかとやってみたのです。
最初は手間取りましたが単音学習は音声耳鳴りを抑える事がわかり
どの音程が一番落ち着くか試しに試し行き着いたのがBの音程でした。ですが耳鳴りというのは天候や自身の意識状態も反映します。Bの音程でも落ち着かないという日も度々ありました。
またBの音程はCに近く ある時ダムの放流サイレン(c)に同調してしまい、悲惨な思いをしたことがあります。
次にAの音程で調整したのですが、体的にどうもいまいちというか気力落ちを感じました。ヘナヘナという感じです。
それで更にいろいろ調べまして おそらくB♭が最も妥当だと落ち着いたわけです。
ですが、私の場合音程を耳鳴りが記憶してしまうという特殊な状態でありCとかAの音程が悪いといっているわけではありませんので誤解の無いようにお願いします。
耳鳴りが聴こえ出した頃は大変特殊な状況でして "これをやるとあれが聴こえる"といった事が四六時中起きておりまして交差点を曲がるだけでも音程が変わったり不思議な音が聴こえたりと 特殊能力を持つ人を過去には羨むことがありましたが、実際は口に言い表す事のできない苦労だという事をしみじみ実感しました。


6、磁界設定
自動車の燃費アップ実験ではホイールに取り付けた磁石が回転する構造で燃費が向上しました。
このパターンをチャイムバーに応用しようとしますと磁石をパイプに取り付けなければなりません。パイプに取り付ける構造ですと新たに小さな磁石を取り付ける必要があります。工作も微細になります。更に現在の実験方針の"できるだけお金をかけない"に背きます。
そこで今回はパイプを囲むようにリング状の輪に磁石を取り付けることにします。
誘導モーターでの実験の折電磁石に磁石を貼り付けた時と相似の構造になります。誘導モーターは電源周波数と同期するため回転数は同じでしたが、モーターの軸を手で握った感触では明らかに力率が上がっていました。(モーターの軸を握る観察は大変危険です。充分な対策をねった上でなければ絶対に行ってはなりません。私が行ったモーターは摘めば止まる程度の誘導モーターですが充分に安全策を講じて行っています。)
予測としては音量アップが考えられますが実際に行ってみないと分かりません。

極数については当初18極を予定しましたが
どうも妥当では無いようです。公開実験という事もあり 失敗する可能性もありますが
成功した場合も誰からも認められるほどチャイムバーが強くあるいは長く発振しなくてはなりません。

以後 追記記事にて練って行きます。

<追記1>
自動車の燃費実験に参加頂いた感想やデータなどを総合しますと"高速走行時に燃費がよく伸びた。"というのが圧倒的に多く
私の場合はスチールホイールのため磁石を貼りつけやすいので72極仕様にしています。これだけ貼り付けますと時速65kmくらいで運転感覚が明らかに変わります。
そこでタイヤの外周などから逆算しますとタイヤの回転が1100rpmぐらいから 磁界効果を顕著に感じた事がわかります。
B♭の音程をパイプで鳴らしますと約20サイクルのウネリが発生します。これはパイプ特有のものなのですが、仮説として ウネリを生む力がパイプの回転振動なのではないかと考えています。
そこで20サイクルをrpmに換算しますと1200rpmという事になります。
こうした事から6の11倍から12倍の数の設定ならドライブがかかったような回転になると予測できるのですが、、、、
材料の加減があります。もう少し考えを煮詰める必要があるようです。

<追記2>
試しに作成中のチャイムバーの下へ 驚異的回転延長時間を記録したターンテーブルを持って行き叩いてみました。なんと 全く触れていないのに音の響きが短くなりました。
しかし設置方法は実際の計画とは違います。 ここは無理をせず手持ちの150mm塩ビ管に磁石を装着して計測するしかない。そのように考えました。
工作の方法にもよりますが24極の設定は可能だろうと

怪しい雰囲気がなきにしもあらず
さて実験はどうなるでしょう。
自信満々で進めてきた計画で疑念が少し出てきたのは残念ですが、ある意味ホッとしています。
こんなにホイホイ上手く行き続けると逆に社会を馬鹿にするという奢った考えになりかねません。不安要因は不安要因として大いに公開です。

しかし音というのは物理的なようで、違うようです。次回の実験ではっきりすると思いますが、奥は深いどころか????
三次元的物の状態を把握する事に音があります。物差しのゲージのようにも音が現れてくるのです。あらゆるものを超えるかのように音の存在があるのですが、回転と周波数の結びつきを考えたのですが
まー 次のをやってみないとわかりません。

<追記3>
7、同じチャイムバーを使っている事を明確にする。
今日チャイムバーの仕上げ塗りをしました。何度もやっているので上達してなかなか綺麗です。実験後B♭のパイプとして出品するか〜と考えていましたが、昨日 以前のターンテーブルに貼った磁界を置いて臨時の測定をした折逆に響きが短くなったのですが ここまで来たらパイプにも磁石を貼り付ける条件でもやってみたらどうか?という気持ちがムラムラ湧いてきました。
磁石の大きさも限られるため取り付けられる磁石は僅かです。通常は塗装面が厚くなると音もあまり響きません。磁石を貼り付けるというのは普通で考えるとより響かないようにする という事なのですが やはりやってみたいのです。 ですがパイプに磁石を貼り付けた実験は同じパイプを使う場合 数日の時間差が出ます。別のパイプだと疑われる可能性があります。そこでせっかく仕上げたパイプですが複製出来ない模様というか汚れのようなものをつける事にしました。当然売り物にはならないパイプにしてしまうわけです。
馬鹿につける薬はありませんね。

ドライバーでゴリゴリっと描きました。B♭のつもりですがBbになってしまいました。
落書きと日付けを書いて透明アクリルをスプレー


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実験とは直接繋がらない 考えの経過メモみたいですが
うまく言えませんが振動が音を作っている? もしかしたら音が振動を作っている。
おそらく"卵が先か?鶏が先か?"のような関係がある。 どうもそんな気が
日常 当たり前のように存在する音
単に音を長く響かせたい そんな動機で 始めた今回の音実験ですが あまりにも身近なところに 回転の本質を考えさせる?があるように思えます。
実験は中断せず予定通りやるつもりですが
・・・

10/9 PM8:00
キツ〜イ 耳鳴り
例によって誰かさんの"わかっちゃた〜!"?かと思いきや???です。
自分はテレパシーを聴くことができません。でもごく一部の人なんですが親近感を持って僕にテレパシーを送っているだろう という事はわかります。 これが強烈な耳鳴りで辛いんですわ。
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