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。
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