⑴の答えが本当は6.4なのですが自分の計算では6.2になってしまいます。教えていただきたいです🙇

n ㊙ 81. スピーカーからの音の干渉8分 図のように置いた2つの音 源 S1, S2 から振動数, 振幅, 位相が同じ正弦波の音波が発せられ ている。 音源の前方にある直線AB上での音の聞こえ方を調べたと ころ, S1, S2 から等距離の点では音が最も大きく聞こえた。 点 0から直線AB上にそって離れるとしだいに音の大きさが小さくな り、点Pで初めて極小となった。 さらに点0から離れていくと今 度はしだいに音が大きくなり,点Qで音の大きさは再び極大とds IST A Q2 P.| 01 2 なった。 15.1-5.41 (m+1)入 15.8-SA)=mi 問1 2つの音源と観測点との間の距離がそれぞれ, SP = 5.1m,S2P=5.4m, SQ=5.8mであったと B 15.8-5.01-0.4 15·8-Sal = 2-λ 問2 音源 S の位相を音源 S2 の位相と逆にして同様の実験をするとどうなるか。 最も適当なものを, 次の①~⑤のうちから1つ選べ。 すると,距離 SQ は何 m か。最も適当なものを,次の①~⑥のうちから1つ選べ。545(入 ①5.8 ② 6.1 ③ 6.4 ④ 6.7 ⑤ 7.0 6 7.3 158-SQ1 2 15.4-5.1 ① 音の大きさは,点 0, Qで極小になり, 点Pでは極大になる。 ② 音の大きさは,点O,Pで極小になり,点Qでは極大になる。 ③ 音の大きさは,点O, Pで極大になり, 点Qでは極小になる。 ④ 音の大きさは,点0で極大になり、点P, Q で極小になる。 ⑤ 音の大きさは,点0で極小になり,点P, Qで極大になる。 4 58-SQ×0.3 20. SANT J 問3 音源 S2 音源 S」 とは少し異なる振動数で鳴らしたときの音の聞こえ方はどうなるか。最も適当 なものを、次の①~⑤のうちから1つ選べ。 ① 点と点Qでは低い音が聞こえ、点Pでは高い音が聞こえる。 ② 点と点 Qでは高い音が聞こえ、点Pでは低い音が聞こえる。 ③点Pではうなりが聞こえ、点と点Qではうなりが聞こえない。 点と点Qではうなりが聞こえ、点Pではうなりが聞こえない。 ⑤OQ間どこでもうなりが聞こえる。 [2004 本試〕

私は①692Hz②519Hzだと思ったのですが、 ①519Hz③692Hzらしいです。なぜですか？

知識 谷の方 388. 気柱の共鳴 長さ1.00m の透明で細長い管の左端に膜を張り,この膜を外部から 電流によって微小に振動させ,管の中に任意の振動数の音波を発生できるようにした。 管は水平に置かれ,内部には細かなコルクの粉が少量まかれており,空気の振動のよう すが見えるようになっている。管の右端をふたで閉じて,音波の振動数をゆっくりと 400Hz から 700 Hz まで変化させたとき,519Hz と692Hzで共鳴がおこり,空気の振動 の腹と節が,コルクの粉の分布ではっきりと観察された。また,ほかの振動数では共鳴 はおこっていない。 次の各問に答えよ。

①と②の違いはなんですか？

図1のように,一直線上に音源とマイク1,2を一列に配置する。音源とマイク1 の距離はDである。 マイク1,2は, 達した音波による空気の振動を電圧の振動に 置き換える。マイク 1,2とつながっている測定器(オシロスコープ)1,2はその電 圧を測定することができる。図2は,音源が時刻 t=0 の瞬間から短時間 ⊿t の間だ け振動数fの音を出したときの測定結果である。音速を Vとし,風は吹いていない ものとする。また,音源とマイク1,2の大きさはともに無視できるものとする。 電圧 測定器1 0 測定器 2 電圧 音源 D- マイク1 マイク 2 図 1 測定器1 測定器 2 At MMMM t1 図 2 AM t₂

ドップラー効果の問題です。 問3のt₂の求め方がわかりません。 ⊿tの間にマイクの方も動いてるから、 マイクの進んだ距離は⊿t+ut₂にならないのですか？ すみませんがどなたか教えてください🙇‍♂️

物理 第3問 次の文章を読み,後の問い (問1~5) に答えよ。 (配点 20) 図1のように,一定の振動数 f の音波を発する音源があり,その右側に音波の振 動数を観測するマイク(マイクロフォン)がある。 音源とマイクの速度は,水平右向き を正として, それぞれv, uとする。 空気中の音速をVとし, 風は吹いていないも のとする。また, 音源やマイクが移動する場合、 その速さは音速より十分に小さいも のとする。 振動数 fo v 音源 マイク 図 1 u

物理基礎の音の単元です。 教科書の章末問題なのですが、解答しか載っていないので、解説して欲しいです。

初め ③ 弦の振動 図のように,ある振動数のおんさに一様な糸の一 端をつけ、滑車を通して他端におもりをつるした。 おんさを振動させたところ, XY間に腹が2個の 定在波ができた。 糸を伝わる横波の速さをv, XY 間の長さをLとして、次の問いに答えよ。 (1)定在波の振動数を求めよ。 3 (2) XY間の長さをLにしておんさを振動させた。このときの糸を伝わる横波の 波長を求めよ。また,そのときにできる定在波の腹の数は何個か。 (3) XY間の長さをLに戻し、おもりの質量を変えておんさを振動させたところ、腹 が1個の定在波ができた。 このときの糸を伝わる横波の速さを求めよ。 ④ 気柱の振動 図のように,ガラス管にピストンを取りつけ, ピストンを自由に動かすことができるようにす る。管口近くにスピーカーを置き, 振動数が 440Hz の音を出し続ける。 スピーカー p.182 例題 2 ガラス管 ピストン 30 L━ ピストンを管の左端から右へ動かしていくとき, L=18.0cm のところで最初の共 鳴が起こり, L=56.9cm のところで2回目の共鳴が起こった。 次の問いに答えよ。 (1) ガラス管内を伝わっている音波の波長は何cmか。 (2) このときの音速は何m/sか。 (3)2回目の共鳴が起こっているとき、管内の空気の密度が時間的に最も大きく変化 しているところは,管口から何cmのところか。

(4)が分かりません。丁寧な解説をお願いします m(_ _)m

実 基礎問 51 斜め方向のドップラー効果 者の前を,振動数 fo の音波を発する音源を備 えた超高速列車が,直線軌道を音速Vより遅 い速さで通過していく場合を考える。点Pと 図のように,点Pの位置に静止している観測 音源 0 観測者 物理 軌道 軌道までの距離を1として,以下の問いに答えよ。 (1)音源と点Pを結ぶ直線と列車の進行方向とのなす角度が0の地点で音 源が発した音波を観測者が観測したところ,その振動数はfであった。f をfo, V, vおよび日を用いて表せ。 (2) 観測者が観測した音波の振動数fの角度0(0°≧≦180°)に対する変化 のグラフを描け。 縦軸を振動数fとし, グラフの特徴を表すfの値を記せ。 (3) 12V である場合に,音源が観測者の正面(点0の位置)で発した音 2 波を観測者が受けた瞬間に,観測者はその受けた音波と同じ振動数たの 音波を送り返した。 f をfo を用いて表せ。 (4)(3)で観測者が送った音波は, 音源が点0から距離だけ離れた点Rの位 置に達したときに音源に届いた。 距離をlを用いて表せ。 斜め方向のミー (岐阜大)

(か)を求める時にふたつの時間を使うのがどうしてか分かりません。 ＊1個前の投稿に他の問題の回答の写真もあります

次に,音波のドップラー効果について考える。 壁 音源 U vto 観測者 図1 図1のように,水平右向きにx軸を取り、原点に音をよく反射する壁を鉛直に固定 する。壁のすぐ右側に振動数fの音源を置く。観測者はx=Lの位置で静止しており, 音源から出た音を観測する。以下では,音源から+x方向に出た音を直接音,音源から -x方向に出て,壁で反射された音を反射音と表す。音速をVとし,風は吹いていない ものとする。 公 人 音源は時刻 0から速さで+x方向に等速度運動し,時刻 t のとき,位置 x=vto (uto <L) に達し, そこで静止する。 時刻 to から時刻 2t0 まで音源は静止し, 時刻 2to か ら速さで-x方向に等速度運動する。そして、時刻 3to のとき,原点に達し,その 後, 音源は静止し続ける。 音源は速さで動いているときだけ振動数手の音を出し, 静 止しているときは音を出さないものとする。 また, 音源は小さく, 時刻 0での壁との距 離は無視してよい。

(5)がよく分かりません

次に,音波のドップラー効果について考える。 壁 音源 U V vto 観測者 図 1 図1のように,水平右向きにx軸を取り、原点Oに音をよく反射する壁を鉛直に固定 する。壁のすぐ右側に振動数fの音源を置く。観測者はx=Lの位置で静止しており, 音源から出た音を観測する。以下では,音源から+x方向に出た音を直接音,音源から -x方向に出て,壁で反射された音を反射音と表す。音速をVとし,風は吹いていない ものとする。 音源は時刻 0から速さで+x方向に等速度運動し,時刻to のとき,位置x=vto (uto<L) に達し, そこで静止する。 時刻 to から時刻 2t0 まで音源は静止し,時刻 2to か ら速さで-x方向に等速度運動する。 そして、時刻 3to のとき,原点に達し,その 後,音源は静止し続ける。 音源は速さで動いているときだけ振動数の音を出し, 静 止しているときは音を出さないものとする。 また、音源は小さく, 時刻 0での壁との距 離は無視してよい。

1番最後の問題が分かりません。図などで分かりやすくしてもらえるとありがたいです！

必修 (BURON TE 基礎問 49 気柱の共鳴 物理基礎 図のように、円の断面をもち太さが一様な管の右からピストンを入れ、ピ ストンを移動させてこの閉管の長さを自由に変えられるようにする。 管の左側に、その開口端に向けて音波を出す音 源を置く。音源から振動数一定の音波を出し, ピストンで閉管の長さを変えると共鳴が起こり 管内に定常波ができる。この定常波の波形を表 さらに, CCC" 音源 管 ピストン すために,管の左の開口端の中心に原点Oをとり,管の中心線を軸に、こ れと垂直に軸をとる。 波形は, 空気の軸の正の向きの変位はy軸の正の 向きに,z軸の負の向きの変位は”軸の負の向きにおき換えて表す。空気中 の音速を 340 〔m/s〕 として,以下の問いに答えよ。ただし,開口端と定常波 の腹とのずれは無視するものとする。 (6)(1) I. 音源から振動数 f〔Hz] の音波を出したとき,管の長さが1〔m〕のとき 共鳴して管内に図のような波形の定常波ができた。ただし,現在より 4.00×10-3 秒前のときの空気の変位の波形は曲線 C” で,現在より、 200×10-3秒前のときの空気の変位の波形は管の中心線と一致する直線 C′で,さらに,現在の空気の変位の波形は曲線Cで表されている。なお, この間に同じ状態が現れることはなかったものとする。 (1) 音波の振動数f [Hz] を求めよ。 (2)管の長さ [m] を求めよ。 の関係式を! (3)現在の時刻で, 管内の空気が最も密になっている場所の開口端からの 距離を l 〔m〕 を用いて表せ。 Ⅱ.次に,音源から別の振動数の音波を出したとき, 閉管の長さをlo [m〕 に すると共鳴した。このときの定常波の節の数はn個であった。 その後,さ らに管の長さを少しずつ長くしていったとき,長さが [m] で次の共 7 Zo 鳴が起きた。 (4) 管の長さが 〔m〕 のとき生じたn個の節がある定常波の波長をnと lo 〔m〕 を用いて表せ。 また,音源の出した音波の波長をLo [m] のみで表せ。 JOP 管の長さが1/3 〔m] のとき生じた定常波の節の数をnを用いて表せ。 (奈良女大 )

解説の図aから図bへの変換の仕方が分からないので教えて頂きたいです。よろしくお願いします。

必解 78. 〈音波の性質> 図1上図のように原点Oにスピーカーを置き,一定の振幅で, 一定の振動数 fの音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0) の各点で圧力』の時間変化を測定する。 10 スピーカー P x X3 X4 X5 Poss X7 X8 XoX1 x X6 X2 ある時刻において, x軸上 (x>0) の点P付近の空気の圧力か をxの関数として調べたところ,図1下図のグラフのようになっ た。ここで距離 OPは音波の波長よりも十分長く、 また音波が存 在しないときの大気の圧力をpo とする。圧力が最大値をとる x=x から, 次に最大値をとる x=xg までのxの区間を8等分 し, X1,X2, ..., x7 と順にx座標を定める。 (1)x1 から x までの各位置の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, 点P付近の拡大図 図 1 およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、 図2のグ p↑ ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻 t = to から, 次に最大値をとる時刻 t = t までの1周期を8等分し, t, t2, ..., Poss と順に時刻を定める。 t3 t4 t5 to ti tz /totto (2)からt までの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように,原点から見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと,圧力が時間とともに変わらず常 にpo となる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお, 音波の速さ をcとする。 図2 P 反射板 x