スピードガンの仕組み

スピードガンの仕組み
原田 大志
舛本 健太郎
スピードガンとは?

スピードガンと一言に言ってもそ
の用途は様々です。野球でピッ
チャーの球速を計ったり、車など
のネズミ捕りの時に用いられた
りと、様々なことに使用されてい
ます。

そして、スピードガンで計れる速
度は、使用したスピードガンにも
よりますが、17㎞/h~300k
m/hです。
どうやってスピードを計るのか?

「ドップラー効果」を利用して速度を測ります。
スピードガンは速度を測りたい対象物に一定
の周波数の電波を発信し、跳ね返ってきた電
波を受けます。対象物が動いていないと、電
波の周波数に変化は起きません。しかし、
ボールのように動いているものだと、電波は
発信した時の周波数が変化して戻ってくるの
で、その度合いを測ることで速度もわかる仕
組みになっているのです。
ドップラー効果とは?
ドップラー効果とはだれでも一度は、救急車のサイレンの
音を聞いたことがあるはずです。「ピーポー、ピーポー」と
周囲に向かって鳴り響かせるサイレンの音は、救急車が
こらちに向かってくるときと遠ざかっていくときとでは、なん
だか少し様子が違います。 この現象を物理学的に説明す
ると、次のようになる:救急車が向かってくるときはサイレ
ンの音程が高く、逆に、去っていくときは音程が低くなりま
す。すなわち、音波の振動数が大きくなったり、小さくなっ
たりして、ここで、音は空気を伝わる波であり、音の高さは
その振動数に関係していることに注意しましょう。 このよう
に、音源の移動速度と振動数(波長でもよい)に関係した
物理現象のことをドップラー効果といいます。
ドップラー効果の式

ドップラー効果というのは、簡単にいうと近づいてくる物が
出している音は実際の音よりも高く聞こえ、遠ざかる物が出
している音は実際の音よりも低く聞こえるという事である。
難しくいうと、音の速さをV、音源が実際に出している音の
周波数をf、観測者(音を聞く人)に聞こえる音の周波数をf’、
音源が移動する速さをVs、観測者が移動する速さをVoとし
たときに、下のような式が成り立つという事である。