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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

この問題の(イ)(ウ)(エ)(オ)を教えてください。 問題量が多いのですが、よろしくお願いします。 答えは書いてあります。

問4.図のように、 ガラス管にピストンを取り付けて閉管とし、 この管口に音又をおいて振動数が一定の音を鳴らした。 。音叉を鳴らしながらピストンの位置を管口から徐々に 遠ざけていくと、管口からの距離が近い方から順に、 16.0 [cm)、50.0[cm]の位置で気柱の固有振動が起こった。 次の問いに答えなさい。 ただし、 音速を340 [m/s]とし、開口端補正は常に一定とする。 (ア 音の波長はいくらか。 (イ) 音叉の振動数はいくらか。 5,00x (0LH2] 10CM 2回目の固有振動が起こっているとき、 空気の振動が最大となる管内の位置を、 (ウ) 開口端補正はいくらか。 (エ) 管口からの距離ですべて答えなさい。 33.9cm) (オ) 2回目の固有振動が起こっているとき、 空気の振動が最小となる管内の位置を、 16.0, 50,0 1cm 管口からの距離ですべて答えなさい。 2回目の固有振動が起こった位置でピストンを 固定し、管口の音叉をスピーカーに置き換えて 音叉より少し大きい振動数の音を出した。 そこから徐々にスピーカー音の振動数を上げていったところ、ある振動数で (カ) 気柱の固有振動が起こった。スピーカーが音を出してから最初に気柱の固有振動が 起こったときの、スピーカー音の振動数はいくらか。 8,33× 101H2]

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Physics Senior High

(2)はどうして、4分のλ×5なんですか? 教えて下さい🙇‍♂️

閉管の固有振動 (p. 101) 類題 気柱共鳴管の管口ロ近くで, スピーカーから振動数950Hz の音を出して実験をした。管口から水 面を徐々に下げていくと, 管口から水面までの距離が9.0cm と 27.0 cm のときに共鳴した。 (1) 音波の波長入, [m], 音速» [m/s] を求めよ。 (2) 管口から水面までの距離を 27.0cmで固定し, スピーカーから出る音の振動数を 徐々に高くしていくと, 一度音が小さくなり,再度共鳴した。このときのスピーカ ーから出る音の波長a [m] と振動数 f2[Hz] を求めよ。 43 リード文check 解答 (1) 」= 0.360m, v=342m/s 9.0 cm, 27.0cm が節となる定常波ができる (2) = 0.216 m, fa=1.58×10° Hz Process プロセス 1 管口が腹, 水面が節となる定常波をかく 閉管の固有振動の基本プロセス プロセス 0 11 プロセス 2 節と節の間の距離が一波長 (腹と節の間の距離が一波長)である 2 19.0cm] 4 27.0 cm ことを用いて,波長を求める O 2 プロセス 3 「ひ3 fA」, 「f=ー」を用いて, 必要な物理量を求める oは腹,は節 解説 moa プロセス 1 管口が腹, 水面が節となる定常波をか プロセス3 「ひ3D A」,「f==」を用いて, 必要 な物理量を求める 19.0cm 振動数f= 950Hz なので, 「ひ=fA」より |27.0 cm 入」 リ= f」 o 2 = 950×0.360 = 342 [m/s) ひ=342m/s (2)D2(1)の結果から, この 気柱共鳴管では開口端補正 がないことがわかる。よっ て、右図より プロセス 2 節と節の間の距離が波長であるこ 44 とを用いて,波長を求める 節から節までの距離 () |27.0cm は 4×5=0.270 =0,270-0.090 2 A=0.216 [m] = 0.180 [m] よって, 波長入,は 入,=0.180×2 3 「=SA」より 342 カーー 0.216 = 0.360 (m] 入=0.360m = 1583.3…… =1.58×10°[Hz] 留入= 0.216m, fa=1.58×10°Hz

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