Question

みみ

問3の解説で330Hzで強め合う時の経路差が波の3波長の長さに等しいと変わったのは何故ですか？教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

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30 2023年度 物理
次の文章を読み、各問に答えよ。
東邦大
図のように、2つの円筒型の細い管ABをU字状に曲げ、隙間なく組み合わせている。 人の
は固定されているが、昔は左右に移動できる。 菅A, B のどちらも,管壁の厚さは無視でき
は同じであると見なせる。 菅AとBは一つの管のように連続的につながったものと考えてよい。
く。その
には離れた場所に2つの小さな穴P, Q が空いている。 最初、管Bをある位置で止めておく。
TQのは 普Aだけを通る左側の経路 (PAQ)よりも. 管Bを途中で通る右側の経路
えた。なお、音の速さを330m/sとし,穴P と Qは管 B によってふさがれることはないものとする。
くしていったところ、 途中, 振動数 330 Hz と 440 Hz の時のみ、 どちらも同程度に音が最も大きく聞こ
Pから音を管内に送り, Qで音を聞く。 Pでの音の振動数を300Hzから450Hzまでゆっくりと大き
(PBQ)の方が長い。
P
A
Q
B
問1Pから送る音の振動数を 450 Hzよりさらに高くしてゆくと,Qで再び音が最も大きく聞こえる
のは,Pでの音の振動数が何Hz のときか
a. 480
b. 510
c. 550
d. 590
e. 610
f. 660
a.0.6
b. 1.0
問2 前間のとき,PからQまでの左右の経路 (PAQ P
c. 2.5
PBQ)の差は何m
「mか。
d
d. 3.0
e. 6.0
f. 8.5
問3 振動数 330 Hz 440Hzの間で, Qで聞く音が最も小さくなるのは何Hzの振動数のときか。
a. 345
b. 360
c. 385
d. 400
e. 415
f. 420
問4 ここで,Pから送る音の振動数を330 Hzに固定し、管Bをゆっくり右に移動していった。 Qで
聞く音は一度小さくなり、やがてまた大きくなった。移動を始めてから最初に音が最も大きくなる
のは,Bを何m右に移動させたときか。
a. 0.2
b. 0.5
c. 0.7
d. 1.0
e.1.6
f. 2.0

最も密度が高い。よって,E。
問2. グラフに少し時間が経過したときの媒質の変位を重ね合わせると
は,A, B, H, I である。
東邦大
下図の点線のようになり,各媒質で軸負の方向への速度をもっているの
問3. 加速度の大きさは変位の大きさに比例するので、加速度の大きさが
つのはGである。
最大なのはCとG。 加速度は常に中心を向くので, 正の向きの加速度をも
G
B
C
D
5 解答 問1.c 問2.d
問3.c
問4.b
東邦大医
2023年度 物理(解答) 107
れているときなので,この振動数をf [Hz] とすると
3.0-
330
×3.5
. f=385 [Hz]
波長分の差ができればよ
きればよい。 つまり あと1.0m だけ PBQ が長くなれ
4.330Hz から, さらに経路差を広げて次に音が強め合うためには、
ばよい。 管Bを移動させた距離の2倍だけ経路差は広がるので、0.5m移
動させる。
問1.c
問6.f
問2.c
問3. a 問4 問5.g
6 解答
<解説>
問7.f 問8c
《強さが変化する斜面上の磁場中を移動するコイルで消費する電力≫
問2. フレミングの左手の法則から,ローレンツ力の向きは y 軸正の向き
1. 辺JKの位置の磁束密度はんXなので,電子にはたらくローレンツ
vh (X+a) b
<解説>
《クインケ管による音の干渉≫
問1 問2. PBQ を通る経路のほうがL 〔m〕 だけ長いとする。この経路
差に含まれる波の個数が整数倍のときにPAQ を通る音と干渉し強く聞こ
えるので,それぞれの振動数での波長がLの間に含まれる波の個数の関
これから
係は
330L 440L
-1
330
330
L=3.0[m]
また,次に音が強め合うときの振動数をf [Hz] とすると
-1=
330
440L FL-2
330
440×3.0
力は
evhX
問3. 辺LM に生じる起電力は
辺JKに生じる起電力は
vhXb
どちらも同じ向きに起電力が生じるので、回路全体では
vh (X+a) b-vhXb=vhab
4. 回路を流れる電流をI[A]とすると
vhab
T=
R
起電力の向きから, 電流は辺LMにはLからMへ流れるので、この電流
が磁場から受ける力は-x方向にIh(X+α) bである。辺JKにはJからK
へ電流が流れるので,磁場から受ける力は+x方向に ThXb となる。
これから,コイルにはたらく力は
-Ih (X+α) b+IhXb=-Thab=
1=
fx3.0_
2
vh²a²b²
330
330
S
R
f=550[Hz]
vh²a²b²
問3.330 Hz で音が強め合うとき経路の差は3波長の長さに等しい。 そ
れより高い振動数で弱め合うためには経路差に 3.5 波長の長さの波が含ま
となり,コイルにはたらく力の大きさは
R
問5.コイルには磁場から受ける力のほかに、重力の斜面方向の成分の