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Physics Senior High

問2で いつもはその波形のまま3/4周期すすんだものを選ぶ問題ばっかだったんですけど、これはどーやって考えたらいいんですかね💦 あと、問題の違いってなんですか! こう書いてあったらこう解く!みたいのありますか??

第3問 次の文章(A· B) を読み, 下の問い(問1~4)に答えよ。(配点 18) A 両端が開いた管があり, 一方の管口の近くで音源から周期 Tの音を出したと ころ,管内の空気に縦波の定常波(定在波)ができて共鳴した。 図1は,時刻t=0での管の中の空気の変位を横波のように表示したもので, x 軸の正の向きの変位をy軸の正の向きの変位に, x軸の負の向きの変位をy軸の 負の向きの変位に表している。時刻t30 での各点の変位の大きさはそれぞれ最 大であるものとし, 開口端補正は無視できるものとする。また, 図1の変位の大 きさは誇張されている。 A B D E 図 1 問1 時刻t=0 において, 管内の空気の密度が最大である位置は A~Eのうち どれか。最も適当なものを, 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 10 0 Bだけ 2) Cだけ 3 Dだけ の AとE 6 BとD 6 AとCとE 問2 時刻t= 4 3T において, 管内の空気の変位を表す図として最も適当なもの を,次の0~0のうちから一つ選べ。 11 0 A B D B E D A C D E D B ●m

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Physics Senior High

物理基礎 波動です。 問2、問3がわかりません。解説してほしいです。よろしくお願いします。 解答は問1から④⑥②です。

図1のように,水面の高さを調 節して気柱の長さ Lを変えること- ができるガラス管と, 図2のよう な線密度pの一様な弦がある。そ の弦の一端は固定されており他端 には滑車を通しておもりがつるさ れている。弦の長さ 1は変化させ ることができる。 問1 図1のように,振動数 Fの おんさをガラス管の管口付近で ならしながら,ガラス管内の水 面を管口からしだいに下げてい くと,L=L, のときに最初の共鳴が生じ, L=L2のときに次の共鳴が生じた。空気中 での音の速さVはいくらか。正しいものを, 次の0~0のうちから1つ選べ。 おんさ 4 L 弦 滑車 おもりの 図1 図2 0 (L-L)F 0 2(L2-L)F 問2 弦の中央を指ではじいたところ, 図2のように振動数 f の基本振動が発生した。 1とおもりの質量を変えずに弦の基本振動数をとするためには, p の何倍の線密 2 度の弦を用いなければならないか。正しいものを, 次の 0~⑥のうちから1つ選べ。 ただし,弦を伝わる波の速さは, 弦の線密度の平方根に反比例することが知られてい る。 1 1 の 2 1 0- 0 V2 6 2 6 4 4 V2 問3 弦を伝わる波の速さ ゅを考える。弦の長さ1 を変化させて, 弦の基本振動数 fを おんさの振動数Fと等しくした。このときの弦の長さ1を 0.24m, 問1の気柱の長さ H 水だめ ガラス管

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Physics Senior High

これの閉管が共鳴を起こすのが3回になるのはなぜですか? 色々書き込んでしまってます🙇‍♀️

とすると, である。 問4 5 正解 3, 6 正解 3 L 開管A と閉管Bの長さをLとする。 開管 A内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき,管の両端を腹とする 定常波が生じる。図1-4(a)は開管 A内の気柱の基本振動(節は1個)の様子を示 している。この基本振動数は foに等しい。 図1-4(b), (c)は, 開管 A内の気柱が 固有振動をしているときの様子を示している。それぞれの節の数は2個,3個であり, 1 3 (e)X 波長は基本振動の一倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順に2fo, 3fo となる。 図1-4 閉管B内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき, 管の開口端を腹,閉 口端を節とする定常波が生じる。図1-5(a)は, 閉管B内の気柱の基本振動(節は 1個)の様子を示している。 この定常波の波長は図1-4(a)の 2倍であるから,振 L 動数は- 6である。図1-5(b), (c)は, 閉管B内の気柱が固有振動をしていると きの様子を示している。それぞれの節の数は2個, 3個であり, 波長は基本振動の 1 x 3 「 倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順にん。んとなる 5 2 2 音源Sの振動数を0HZから 3f0に大きくするとき, 開管Aと閉管Bはともに 3回共鳴する。 図1-5

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Physics Senior High

4番です。 なぜ再び共鳴するときは5倍振動の定常波が生じているときなのですか?

口笛は,気流の乱れによる音(カルマン渦)が, 口内の空気と共鳴して "ピー という音になる »236||237||243 スピーカー 右図のような気柱共鳴実験装置で, ガラス管の管口から少し はなして上方に取りつけてあるスピーカーから一定の振動数の 音を出しておき,ガラス管に満たした水面を徐々に下げていっ たところ,気柱の長さがLのところで初めて大きな音が聞こ えた。さらに水面を下げていくと, 気柱の長さがLのところ で再び大きな音が聞こえた。音速を1Vとする。 (1) 管内の音波の波長入をL, Laを用いて表せ。 (2) 開口端補正4Lを入, Lを用いて表せ。 (3) スピーカーから出された音の振動数子を1V, L, Laを用い て表せ。 例題56 気柱の共鳴 (4) Leよりも水面を下げていき, 再び大きな音が聞こえたときの気柱の長さLを L, Lを用いて表せ。 解答(1) 図1のように,気柱の長さがL. Leのとき, 波長入 の音波によって,管内に定常波ができているとすると, センサー 78 気柱の振動 管の開口端…定常波の腹 管の閉口端…定常波の節 L-ム=ラ A 図1 よって,え= 2(L.-L) (2) 図1より, TAL “右図が2つで 4L=ーム 半波長” “右図が4つで 1波長” (3) v=fA より。 2 V. f=ス V 2(L-L) (4) 音の振動数は変わらないので, 波長もその ままである。再び共鳴して音が大きくなるの は,図2のような5倍振動の定常波が生じて いるときである。このときのLは今の5倍 図2 センサー79 弦や気柱には固有振動数 fm(m=1, 2, ……)があり, 外部からの振動とそのどれ かが一致すると,共振(共 鳴)する。 から4L をひいたものであるから, L=×5-4L= 2L,-L 4 ベマ

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