共通テストプレ、物理基礎第3問の問2についてです。 答えは①なのですが、なんでそうなるのかがわかりません。 波ができた直後の状態は②だと思うんですが、そこから1波長分動くだけなので答えは③で変わらないと思いました… 教えてください！🙇

物理基礎 第3問 縦波の性質および気柱の共鳴について後の問い(問1~5)に答えよ。 (配点 16) 縦波は波の進行方向と媒質の進行方向が平行である。 縦波の伝わり方を考えるため に以下のような実験を行った。 図1のように, なめらかで水平な面をもつ机の上に自 然の長さが150cmのばねを置き, ばねの右端は支柱に固定した。 自然の長さの状態 のときのばねの左端を原点としてばねに沿った向きに x軸を設定する。 ばねに5cm の間隔で軽いリボンを結び, 左端(原点 x = 0) から0番,1番,2番,3番… 20番 (x=100cm) と番号をふる。 図2のように, 0番のリボンを時刻 t=0s から振幅 1.0cm, 周期 0.80sでx軸方向に1回だけ振動させた。 ただし, x軸の正の向きの 変位を軸の正の向き,x軸の負の向きの変位をy軸の負の向きとして表している。 ばねの振動が伝わる速さ, すなわち波の伝わる速さは50cm/sであり、水平面とば ねの接触部分の摩擦およびリボンの空気抵抗は無視できるものとする。 机 リボン 3 0 5 10 15 0. 1 0000000000000 240 ① 10 1 19 20 [*] 95 100 ② 20 poooooo 3 30 支柱 150 - 16 - -x [cm] y[cm〕 1.0 ④40 0. -1.0 問1 ばねを伝わる波の波長はいくらか。その値として最も適当なものを,次の ①~ ⑤のうちから一つ選べ。 12 cm 20140 70.80+[s] 図 2 5 50

物理なんですけどちょっとわからなくて、教えて欲しいです

長さ 0.30m の閉管における気柱の振動で, 基本振動の波長 11 は何mか。 開口端補正 は無視する。 38 長さ 0.30 m の開管における気柱の振動で、基本振動の波長 入 は何か。 開口端補正 は無視する。

共鳴の問題です。 問2のウの解き方を教えてください🙇‍♀️ 3倍振動がどうして出てくるのかわからないです汗

88. 気柱の共鳴 5分 気柱の共鳴と音の速さについて考える。 問1 次の文章中の空欄アに入れる式として正しいものを,気柱の長さ 下の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 実験室内に,図のような一端がピストンで閉じられ, 気柱の長 さが自由に変えられる管がある。 管の開口部でスピーカーから振 動数fの音を出し, ピストンを開口端から徐々に動かして,最初に共鳴が起こるときの長さを測定す るとLであった。 さらにピストンを動かし, 次に共鳴する長さを測定したところLであった。これ より音の速さはアと求められる。 ただし,開口端補正は無視できるものとする。 管内の L₁ (85) (m) xmlah ta ① fL2 ② 2fL2 ③f (L2-L) ④ 2f(L2-L) ⑤F(LL)1⑥f(Lューム) - L2 問2 次の文章中の空欄イウに入れる語句として最も適当なものを、 それぞれの直後の { }で囲んだ選択肢のうちから1つずつ選べ。 気柱の長さを L に保ったまま, 共鳴が起こらなくなるまで実験室の気温を徐々に下げた。 共鳴が 起こらなくなったのは、管内の空気の温度が下がったため、合 a US SHOS 2020 ( ① 音の波長が長くなった ②音の波長が短くなった ③ 音の振動数が大きくなった ④ 音の振動数が小さくなった 共鳴はウ ⑤ 音が縦波から横波になった｣ このあと、ピストンの位置を左に動かしていったところ, 管の開口端に達するまでに ① 0回 スピーカー からである。 起こった。 ピストン [2021 追試] 物理基礎の復習 ③(波) | 67

この問題の一番を教えてください ずらして正の方に動いて見るのじゃだめなんですか？

A 179 〈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。 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か。 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=x8 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。 17° 702 00 スピーカー (1) x1 から x8 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 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 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=ts までの1周期を 8等分し, f, t2, ... Pos tと順に時刻を定める。 (2) からto までの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も の製 en gang for Poss Xo X1 S 点P付近の拡大図 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように, 原点O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 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。 (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3)で求めたdは増加した。その理由を説明せよ。 [ 12 東京工大] ts to ts for any form 図2 反射板 ①反射 (2) この波の波 (3) この波の最 てう番目の (4) PQ の間 次の中から 図3 るのか, 次に, 弦】 (5) この弦の (6) この弦の ればよい (7) この弦 半分に 弦A, Ⅰ (8) 単位 181.<気 気柱の 置かれ に発生 音の速 する。 最初 距離 (1) 最

⑵の解説のなぜP1とP2 が図のように振動するのかがわかりません。教えてください

-40 -43 0.98~101 EN (開 r [解説] √=fR V 考察 B5⑤ 158 (1) 考察A: 3③ 考察 C⑧ (2) 4 (3) 3 注目する｡ 指針 初めて見る実験題材は,発生する現象を問題文から読み取るこ とが重要。 この問題は共鳴の問題であるから,定在波の腹節の位置に 1000≧ 73346 1000 (2) 観察・実験Ⅰ・Ⅱより,パイプ おんさ P1,P2 から発生する音波 の振動数はいずれも1000 Hz 以下 であるから、その波長は 0.34m 340 以上である。 したがって, P1, P2 入 270.34 (1) 考察 A: パイプおんさ P1, P2 を同時に鳴らせたとき, 1 パイプおんさ Pi. P2はU 秒間のうなりの回数は1回未満であったことは, 字型の加工部分が共通して P1, P2 の振動数の差が1Hz 未満であることを示いるため, 発注する音波の している。 よって ③ 振動数は一致している。 Pi 考察 B: パイプおんさ Pi の下端(開口部)を手でふさい で閉管にしたとき共鳴音が大きくなったことは, 下端(開口部) 付近が定在波の節の位置であること を示している。 よって, ⑤ 考察 C : パイプおんさP2 の下端(開口部) を手でふさい で閉管にしたとき,共鳴音が小さくなったことは、 下端(開口部) 付近が定在波の腹の位置であること を示している。よって, ⑧ 3 の長さの差16cmの間に一波長 4 2.30** 23cm 251 P1 P2 WALIT 158) センサー44 センサー 45 16 cm 開口端補正 が含まれている可能性はないので、 気柱内に生じる定在波は図のよう になる。 開口端補正を1.0cm 程 度と仮定しているので,発生する 音波の波長は -x3=16 入 = (16+1.0)×4=68[cm]=0.68〔m〕 7:16/1/u=faより P1 のおおよその振動数は, 340 21.3cm [f= +=500[Hz] ④ 0.68 70,21m (3) 下端(開口部)を手でふさいだときに音量が大きくなる位置 (3) 20.4は、定在波の節の位置である。その位置はパイプおんさ P1 をみたしていたより=波長(34 cm)程度長い位置である。よって,③ 39cm (音波変位で 表している) ^ 4 p が節だと ちゃんと共鳴して 音大きくなる 16cm+1g 1.7-4 0.0 0.8 23cml 134c 各8cm t = (C sirve (2)より 7=6 132

考え方、答えを教えて頂きたいです🙇🏻‍♀️ ある閉管内の気柱の基本振動数が200Hzのとき、倍音はどのような振動数となるか。なお、管口の位置を腹とする。

(3)について どうして2倍になるのですか？

www vot V-ot Vt 個の波 動する場合 測者 Do 移動する場合 ない場合、 ドッ 弦の振動 基本例題49 おんさに糸の一端をつけ, 滑車にかけて他端におもり をつるして、おんさを振動させたところ,PQ間に2個 の腹をもつ定常波ができた。このときのPQの長さを 1.0m, 弦を伝わる波の速さを4.0×102m/s として,次の FS moke 各問に答えよ。 Jet 48k (1) おんさの振動数fを求めよ。 SK P り 「v=fa」を用いて波の速さを求める。 ■解説 (1) 問題図から, 1 = 1.0mである。 「v=fi」 を用いて, 4.0×10² = fx1.0 f=4.0×102Hz ........…............... くりいた (2) PQの長さを1.5mとしたとき,定常波の波長と腹の数をそれぞれ求めよ。 (3) PQ の長さを1.0mにもどし, おもりの質量を4倍にしたところ, 腹が1つの定常 波ができた。 波の速さを求めよ。 BRISAC B (2) 例題 解説動画 指針 Pは振動源であるが, 糸にできる定 常波の節とみなすことができる。 引き出すごと (1) 問題図から波長を読み取り, 「v=fa」の関 係から振動数を求める。 (2) 振動数は変わらない。 また, 弦の張力, 線 したがって,腹の数は3個となる。 密度が不変であり,波の速さも変わらない。(3 (3) 波長は, i=2.0mである。 「v=fd」から、 (3) 問題文から波長が2.0mとなることがわか v = (4.0×102) ×2.0=8.0×10²m/s ( 弦の張力が4倍になると速さは2倍になる) ともに 不変なので波長 も変わらない。 =1.0m →基本問題 372 -1.0m 1.0m 0.5m Point 弦を伝わる波の速さの値は、弦の張力 と線密度に関係する。 372380 SENHORKSHOP FOLY 基本例題50 気柱の共鳴 る ら 円筒容器の上端近くで、振動数 500Hz のおんさを鳴らしなが 下げて 円筒容器内の水面の位置を変えたところ,上 第Ⅴ章 1.008 378 基本問題 波動

Iの(１)について、解説にc→c'→c"→c'→cが一周期であるとありますが、どういうことでしょうか…。

「基礎問 49 気柱の共鳴 図のように、円の断面をもち太さが一様な管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。さらに、 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 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y軸をとる。 波形は,空気のx軸の正の向きの変位はy軸の正の 向きに,x軸の負の向きの変位はy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。 (0) (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 2.00×10-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。 (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。 音源 CCC" 管 ピストン

物理基礎の問題です。答えは、 問1. 6 問2. 3 問3. （a）1 　　　(b) 3 です。解き方が分からないので教えてください🙇🏻‍♀️

15. 正弦波の音波を発することのできるスマートフォンのアプリがある。 このアプリを用い て<実験1> <実験2> を行った。 ただし, 気柱の振動における開口端補正は無視できる ものとする。 <実験1> 図1のように長さ43cmの両端の開いたガラス管を用意し、管の一端の付近にスマー トフォンを置く。 アプリを起動し, 100Hzから2100Hzまで, 毎秒 10 Hz ずつ一定の割合 で振動数を上げていく設定にして, 200秒間音波を発した。 スマートフォン ガラス管 43cm 図1 <実験1 > を行ってみると、何度か共鳴が起こることがわかった。 さらに調べてみる と、最初に共鳴が起こってから2度目に共鳴が起こるまでの時間は40秒であった。 問1 音波を発し始めてから40秒たったときの振動数は何Hzか。 最も適当なものを 下の①~⑥のうちから1つ選べ。 ① 101 ②104 ③140 4 400 ⑤420 500 問2 最初に共鳴が起こったときの音波の振動数は何Hzか。 最も適当なものを,下の ①~⑥のうちから1つ選べ。 100 ② 200 ③400 4.600 ⑤ 800 6 1600 <実験 2 > 今度は、図2のようにガラス管の一端にふたをして、同様の実験を行った。 ただし,ふ たを取りつけたことによる気柱の長さの変化は十分に小さく, 無視できるものとする。 スマートフォン ガラス管 ふたをとりつける 図2 問3 このとき、 下の (a) と (b)の時間は<実験1>のときと比べてどうなるか。 最も適 当なものを,下の①~⑤のうちから1つずつ選べ。 (a) 音を発し始めてから最初に共鳴が起こるまでの時間 (b) 最初に共鳴が起こってから2度目に共鳴が起こるまでの時間 ①1/2倍になる ② 半分になる ③ 変わらない ④ 2倍になる ⑤3 倍になる

問2が解説を読んでもわからないので教えて欲しいです。

気柱の共鳴と音の速さについて考える。 88. 気柱の共鳴 05分) 問1 次の文章中の空欄アに入れる式として正しいものを, 下の①~ ⑥ のうちから1つ選べ。 実験室内に,図のような一端がピストンで閉じられ、気柱の長 さが自由に変えられる管がある。 管の開口部でスピーカーから振 動数fの音を出し, ピストンを開口端から徐々に動かして, 最初に共鳴が起こるときの長さを測定す るとLであった。 さらにピストンを動かし,次に共鳴する長さを測定したところL2であった。 これ より音の速さはア L₁ ③f (L2-Li) (22fL₂ ① fL2 問2 次の文章中の空欄イ Cider Chanel TT BRET L1 A ⑥ f (L2-Li) 5 f(L2-L₁) L2 4 2f (L₂-L₁) (2) Ren L2 { }で囲んだ選択肢のうちから1つずつ選べ。 気柱の長さを L に保ったまま, 共鳴が起こらなくなるまで実験室の気温を徐々に下げた。共鳴が 起こらなくなったのは、管内の空気の温度が下がったため、合脈C SHO D.S SHOS 02.00 ① 音の波長が長くなった ② 音の波長が短くなった ③ 音の振動数が大きくなった ④ 音の振動数が小さくなった ⑤ 音が縦波から横波になった このあと, ピストンの位置を左に動かしていったところ, 管の開口端に達するまでに 管内のイ 共鳴はウ ① 1 回 ② 2 ただし, 開口端補正は無視できるものとする。 と求められる。 ③3 回 ④ 0 回 スピーカー 起こった。 気柱の長さ からである。 それぞれの直後の ウに入れる語句として最も適当なものを、 ピストン 3\m.02.00 [2021 追試] 物理基礎の復習 ③ (波) 67