ココアを飲んでいたら…（物理クイズ解答編）

今日から中学入試です。
難関校は発表が二日後とか次の日ですので
まだ結果が分かるのは先です。

二月になってこれですこし普通の暮らしに戻ります。
中学入試が終われば
あとは大学入試です。
大学入試の方が、高校生以上が受験するので
不確定要素は少ないです。

ところで……
今朝久しぶりに自分のブログをパソコンを開いて確認しましたが…
なんと
私は物理クイズの解答を書くのを忘れてしまっています
本当に申し訳ありません。

…ということで物理クイズの解答を書きたいと思います。
ココアをスプーンで混ぜて
マグカップの底をコツコツ叩き続ると
叩くごとに音程が上がるのは何故か？
という問題でした。

物理の基礎知識をおさらいしながら解説しましょう。
波動ではv=fλという関係があります。
日本語に直すと
（速度）＝（振動数）×（波長）です。
私が書いている相対性理論でもおなじみの式です。
（さ、最近書いていませんが…）

振動数というのが音の高さに対応します。
振動数が大きいほど音が高いです。
単位はHz（ヘルツ）です。

波長はマグカップにココアを入れた時点で
その量を変えなければ一定です。
ですから
（速度）＝（振動数）×一定値
となり
音速と振動数が比例するのが分かります。

ここで一般的に音速は
空気中の音速＜水中の音速
という関係があります。

ココアを入れて混ぜた直後には
ココアの中に気泡（空気の粒）が沢山入っています。
これが時間と共につぶれてなくなっていくのから
音が高くなっていくのです。

音速で比較すると先ほどの
空気中の音速＜水中の音速
から推測できるように
（空気を多く含んだココア）＜（空気が少ないココア）
という音速の大小関係になります。
そうすると振動数も当然
（空気を多く含んだココア）＜（空気が少ないココア）となり
ますから
叩いていると音が高くなるのです。