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理科 中学生

この問題の問3の答えが400回なんですけど なんでその答えになるかわかりません解説お願いします

5 音の性質について調べるため、次の実験を行った。 これをもとに,以下の各問に答えなさい。 ただ し、図2.図3の縦軸は音の振動のふれはばを。 横軸は時間を表しており、1目盛りの表すふれはばの 大きさと時間の長さは、それぞれ等しいものとする。 〔実験〕 図1のように、音さAを1回たたいて、音の波形をコンピュータの画面に表示させたところ、 図2のような波形が得られた。 次に,音さBを1回たたいて、音の波形をコンピュータの画面に表 示させたところ、図3のような波形が得られた。 図 コンピュータ、 音さA 図2 MA WWW 図3 問1 実験で出た音さAと音さBの音について述べた文として最も適切なものを、次のア~エから1つ 選び, その符号を書きなさい。 ア音さAのほうが より音が小さいが,音の高さは同じである。 音さAのほうがさBより音が大きいが,音の高さは同じである。 ウ音さAのほうが音さBより音が低いが,音の大きさは同じである。 エ音さAのほうが音さBより音が高いが,音の大きさは同じである。 問2 実験より, 音さAを強くたたくと,音さAの振動数と振幅はどうなるか。 それぞれ簡単に書きな さい。 問3 図2に記録された音の振動数が1秒間に300回であったとき, 図3に記録された音の振動数は1 秒間に何回か, 求めなさい。 問4 1秒間に音源が振動する回数を表す, 振動数の単位をアルファベットで書きなさい。 問5 ある花火大会で, 打ち上げた花火が上空で広がり始めるときの光が見えてから, その音が聞こえ るまでの時間は4.0秒であった。 (1) 光が見えてから音が聞こえるまでに時間がかかった理由として, 最も適切なものを、次のア~ エから1つ選び, その符号を書きなさい。 ア 光と音は同時に発生するが, 光の速さより音が伝わる速さのほうが速いから。 イ 光と音は同時に発生するが, 光の速さより音が伝わる速さのほうが遅いから。 ウ 光の速さと音が伝わる速さはほとんど同じだが, 光より音が遅れて発生するから。 エ 光の速さと音が伝わる速さはほとんど同じだが, 音より光が遅れて発生するから。 (2) 花火を見た地点から、 上空の花火までの距離は何mか。 ただし, 空気中を伝わる音の速さは340 m/sとする。

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物理 高校生

(1)の2つ目のニアイコールの前後でどういう計算をしているのか教えてください

定の速さで直線上を運動している振動数f の音源が, 点0 を通過する瞬間から短い時間 ⊿t の間,音を発する。 0 から見て音源の運動方向と 角をなす方向へ、距離だけ隔たった固定点P でこの音を聞く。ここで, 音源の速さは音速Ⅴ より遅いとし,また,音源が音を出しながら進行 vat する距離 4tは, rに比べてずっと小さいとする。 以下の問いに答えよ。 音源が音を出し終わる点,すなわち, 点0 から だけ隔たった点 解答 (1) △OPO' について余弦定理を用いると r² = √r² + (v4t) ² - 2r (v4t) cos 0 = r (2) =r₁ r√/1-2( v4t)cos 0 =r{1- (v4t) cos 0} = r それぞれ 174 + 1/14 だから 9 V '0′と点Pとの距離は、近似的にr-v4t cos0 と表されることを示せ。 点Pで聞こえる音の継続時間 ⊿t' を⊿t, V, 0, 0 で表せ。 (2) の結果を用いて, 点Pで聞こえる音の振動数f' をf,V,v,0で 表せ。 8=60°の方向にある遠方の点P, で振動数 1020 Hzの音が聞こえ、 8=180° の方向にある点P2で振動数 935 Hzの音が聞こえた。 音速 V を340m/s として, 音源の運動する速さと音源の振動数fとを求めよ。 (電通大) 0 2 1+ (v4t) ² - 2 ( v4t) cos 0 r COS =r-vat・cos o Dt: Ba r At' ' = (st + 7) - — = st - ² = 7² = 4t O' |別解 r≫udt の条件では線分 OP と O'P は平行とみなすことができる。 したがって, O' から OP に下した垂線の足をHとすると,HP≒O'P ∴. OP-O'P≒OH = v4t・cos 0 (2) 時刻 t = 0 に音を出し始めたとすると, 音が聞こえ始める時刻, 終わる時刻は, 1,P j' O'P≒OP-OH=r-vat.cose At-v4t cos 0 V-vcos At

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