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物理 高校生

問6の問題で問4の答えよりθ=0のときは、f=f0になるので 図➅が答えだと思ったのですが違ったので解説お願いします

3| 次の文を読み,以下の問いに答えよ。(配点比 図1のように半径r [m)の半円上を,音源が振動数fo[Hz]の音を発しながら反時計回りに築法 で移動している。半円の中心0から右方向にdIm)(dミr)離れた点Pで音を観測したところ 時間とともに振動数が変化した。この現象はドップラー効果によるものだと考えられる。音源の 位置を点Qで表し, ZQPOをo Crad), 空気中の音速をV[m/s), 音源の速さをulm) (uくV)とし、点Pで観測される振動数/[Hz]について考えてみよう。ただし,風の影響は無 しがさ 立が 視できるものとする。 音源の速度は、点Pから遠ざかる方向を正とし,直線 PQ方向の成分をuo[m/s]とする。数 動中の音源のある瞬間の位置の変化を考えると, 音源は点Pから速さ uQ で遠ざかっていると喜 えられる。 問1 音源が点Qで発した音を点Pで観測したときの振動数fをfo, 1V, uaを用いて表せ。 問2 uQをr, d, u, φを用いて表せ。必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよ 【解答用紙の図:図1と同じ] い。 Ueは音源の位置によって変化する。したがって, 観測されるfから音源が音を発した位置を 特定できる可能性がある。その確認のために図2のようにOP間の距離を4=2rとし, 音源の 位置をZQOPの角0[rad] ( 0 < 0<π)で表し, fと0の関係を調べた。 問3 sin ゆを0を用いて表せ。 必要であれば, 導出過程で解答用紙の図を使ってもよい。 【解答用紙の図:図2と同じ) 問4 fを0の関数として表せ。 問5 観測された振動数の比一は0に対してどのように変化するか, 図3の①~⑥のグラフの fo 中で変化の様子を最もよく表しているものを一つ選び, 図中の番号で答えよ。 ×印は比。 が最小となる点を示している。 fo 次に観測点の位置を変えてみよう。 OP間の距離4が変わると観測される子も変化する。 問6 fから音源が音を発した位置を一点に特定できるのは, 図3の①~⑥のグラフの中でどれ になるときであろうか。 図中の番号で答えよ。 またそのときの OP間の距離4を答えよ。

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物理 高校生

正弦波の問題の⑵の解説についてなんですが、意味がよくわかりません、、 位置xでの位相が、2πx/16で表せるとはどういうことでしょうか?? 回答よろしくお願いします!

以上RY 正弦波の式 関のような正束波が, ォー0を波源として,ァ 型の正の向きに進行している。 実線の渋形から 最初に破線の波形になる までの時間は, 0.10s であった。 実線の状態を時刻 /ニ0s とする。 Q) 波の伝わる速き, 周期, 振動数を求めよ。 (⑫) /王0 s における波形を式でボせ。 (⑬) m の媒質の 上屋較正絆波の六形や 還誠動をする妊質 の変位は。 いずれも sin を用いた式で表される。 それぞれの式は, 渋の波長や周期, 振動のようす をもとにして考えることができる。 1.3Hz 長分(4ニ16m) はな か しでは位相が2異なり, /=0の とき, =0 の尋質の変位はャニ0 なので, 位置 (ゆ 発展問題356 ー> 進S向き ym での位相(sin の角度部分)は, 2z二 と表される。また, *=0 からァ>0 に向かって まず渋の山ができており, 波の振幅が2.0mな ので, 求める渋形の式は。 =2.0sin-- 8 (3) 媒質の振動では 1 周期(アニ0.80s)経過する と位相が 2z 進み、ェ=0 の媒質の変位は, 図か ら, 7三0 のときに ッマニ0 なので, 時刻 7 におけ る位相(sin の角度部分) は。 2で5 25と 隊れる。 また =0 の如質は 7ご0かの論 時間後に負の向きに動くので 求める交位y の式は, マニー2.0sin2.5z/

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