固有周期と固有振動数とは？
まずはじめに、固有周期と固有振動数が何かを理解しましょう。これらは主に物理の振動や波の分野で使われる言葉です。
固有周期とはある物体や系が一回の振動を完了するのにかかる時間のことです。つまり、一回ゆらゆら揺れて元の位置に戻ってくるまでにかかる時間を指します。単位は秒（s）で表されます。
一方、固有振動数とは一定時間内に何回振動が起きるかを示したものです。振動の速さを示す数値で、単位はヘルツ（Hz）です。1ヘルツは1秒間に1回振動することを意味します。
まとめると、固有周期は時間（秒）で、固有振動数は回数（Hz）で表される振動の特徴です。これが基本の考え方になります。
固有周期と固有振動数の関係
実は固有周期と固有振動数はお互いに密接な関係があります。この関係を理解すると、どちらか一方が分かれば他方も簡単に計算できます。
その関係とは、固有振動数は固有周期の逆数である、つまり
f = 1 / T
という式で表されます。
ここで、fが固有振動数（Hz）、Tが固有周期（秒）です。
たとえば、ある振動の固有周期が2秒なら、1秒間に何回振動するかは
f = 1 / 2 = 0.5Hz
になります。反対に、固有振動数が4Hzなら固有周期は
T = 1 / 4 = 0.25秒
です。このようにお互いが逆数という関係を知っておくことは非常に重要です。
以下の表にまとめましたので参考にしてください。
| 固有周期(T) | 対応する固有振動数(f) |
|---|---|
| 0.1秒 | 10Hz |
| 0.5秒 | 2Hz |
| 1秒 | 1Hz |
| 2秒 | 0.5Hz |
| 5秒 | 0.2Hz |
固有周期と固有振動数の関係で面白いのは、ちょっとした違いで全然違う数値になることです。例えば、ピアノの弦を弾いた時の音の振動は数十Hzから数千Hzですが、もし固有周期で考えると、一回の振動にかかる時間はミリ秒単位の超短時間。日常生活では意識しづらいですが、この逆数の関係を知ると音の高さや振動の速さがわかりやすくなります。実は音楽と物理が深くつながっていることが分かり、ちょっと不思議で面白いですよね。
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