Question

たなか

画像の問題の答えを教えてください。お願いします!

1図のように,音波をよく反射する高さH
の鉛直断崖の下部にトンネルがある。 トンネ
ルの手前、入口からの距離がXの地点をPと
する。 一定の速さでトンネルに近づいてき
た列車の先頭が, 時刻t=0に地点Pを通過
した。 その瞬間に列車の先頭にある振動数 fo
の警笛が鳴り始め, 列車の先頭がトンネルに
進入した瞬間に警笛は鳴り終えた。
列車の先頭から距離Lだけ離れた客車中に
10000
0000 000
・X
1図
B
トンネル
はA君が,また断崖上の縁にはB君がいる。 A君には振動数がと(く)の2
一つの異なる高さの警笛音が届いた。 一方, B君には振動数の警笛音が届いた。 以
下の問いに答えよ。 ただし, 音の速さはVである。 また, 列車の高さ, トンネルの大き
さ, A君およびB君の背の高さは無視してよい。
(1) A君には警笛音がどのように聞こえたか。 次のア~エの中から正しいものを1つ選
べ。
(ア) まず低い方の振動数の警笛音が聞こえ、 少しして振動数 f2の警笛音が混じ
りうなりが聞こえた。 その後、うなりが消えると同時に何も聞こえなくなった。
(イ)まず低い方の振動数の警笛音が聞こえ、少しして振動数の警笛音が混じ
りうなりが聞こえた。 その後, まずうなりが消え,振動数 f2の警笛音が少しの間
残ったのちに何も聞こえなくなった。
(ウ)まず高い方の振動数 2 の警笛音が聞こえ、少しして振動数の警笛音が混じ
りうなりが聞こえた。 その後, うなりが消えると同時に何も聞こえなくなった。
(エ) まず高い方の振動数 f2の警笛音が聞こえ、 少しして振動数 f の警笛音が混じ
りうなりが聞こえた。 その後, まずうなりが消え, 振動数の警笛音が少しの間
残ったのちに何も聞こえなくなった。
(2)
u, V を用いて表せ。
と2をfo,
f B
(3) 振動数
の警笛音がA君に届いた時刻
ウ
A1 A2 を求めよ。
fo
エ
(4) B君に聞こえた警笛音の振動数は時間とと
もにどのように変化したか。 2図のア~カの中か
ら正しいものを1つ選べ。
オ
(5) B君に警笛音が聞こえ始めた時刻 t を求めよ。
聞こえ
聞こえ
始める時刻
(6) B君に警笛音が聞こえた時間間隔は警笛が鳴っ
終わる時刻
図
ていた時間間隔よりどれだけ短いか, あるいは長いかを答えよ。
(7) 断崖の高さH が距離 Xに等しく, 列車の速さが のとき, B君にはA君の何
V
10
倍の時間だけ警笛音が聞こえるか。