ストローウエーブマシンと ３Dプリンターを用いた振動発生機 開発の目的 ①高価とされていたウェーブマシーンをストロー を用ることで安価に ②大きさや形に自由度を持たせる ③振動発生機作製にを３Dプリンターを導入
ストローウェーブマシーンの材料 ストロー(直径約5mm) ,長さ210mm) 40本 セロハンテープ 約80cm 図1 材料
作製手順 1.下紙の上に中心を合わすように、セロハンテープを粘着面を上にして、両端を仮止めし固定する。 2.下紙の1.5cm間隔に合わせて、ストローをセロハンテープの上に並べていく。 図2 ストローウェーブマシーンの完成図
使用方法 完成した、ウェーブマシーンを両端固定し、一度振動を加えると、パルス波を観察することができる。このパルス波を利用することによって、波の重ね合わせ、打ち消し合いを観察することもできる。また一定間隔で振動させることで、定常波を観察することができる。
図3 波と波の強め合い 図4 波と波の弱め合い
3Dプリンターによる定常波発生器 定常波を発生させるために単振動によりサインカーブを発生させる発生器を3Dプリンターによって作製できる。 この、発生器により定常波の観察が容易に行うことができる。 図5 3倍振動の定常波
図6 自由端定常波 図7 固定端定常波
定常波発生器の設計 Free CADというソフトを用いて下図のように設計した。 図8 土台部分の設計図 図9 ピストン部分の設計図
回転機構に関しては既製品のギアボックスを用いている。また、土台とピストンをつなぐ軸には竹串を用いて上部の安定を保つため、スポンジを差し込んでいる。 図10 定常波発生器の完成図