Question

たか

解説がわかりづらいので詳しく教えてください

第1回 物理
問4
図4のように,直線状の線路に沿って、ー定の速さひで, 西から東へとA
駅を通過する列車がある。列車は、A駅を通過する前と通過した後に,それ
ぞれ同じ時間なだけ警笛を鳴らした。この警笛を, A駅のプラットホームに
静止している人が聞いたところ、通過前の警笛を聞いた時間はも,通過後の警
笛を聞いた時間はちであった。風は無く. 音が伝わる速さはVで一定である
とする。ひ,もを表す式の組合せとして正しいものを、下の①~⑥のうちから
一つ選べ。ただし, プラットホーム上で音を観測する人は,線路上にいるとみ
なしてよい。
4
Vt。
A駅
西
通過前
通過後
東
プラットホーム
0
図 4
to
十。
;(右十)
の
ムームy
十。
6+る
(右十)
;(右ーち)
右ーを
3-ムy
ちー。
4-4)
(右ー6)
ら十hv
なーち
(ちー6)
2
-3y
なー
1
;(ちー)

問 4
まずは、A 駅を通過する前に出た警笛音につい
て考える。列車が警笛を鳴らし始めた瞬間に出て東
向きに進む警笛音は、警笛が鳴り終わる瞬間までに
距離 Vi, だけ進む。 また, 警笛を鳴らし始めてから
警笛が鳴り終わる(通過前最後の警笛音が出る)瞬間
までに,列車は距離vt, だけ東向きに進む。よって,
A 駅のプラットホームに静止している人(観測者)
が警笛を聞く時間もは,距離Vt,-ut。に含まれる
音(警笛音)が、観測者を通過する時間に等しい。こ
こで、音速はVで一定だから, 列車が通過する前
に、観測者が警笛音を聞く時間ちは
190
4= 。
0
V-U
の
A駅を通過した後に出た警笛音を聞く時間なも,.
同様に考えると(今度は, 警笛音は西向き,列車は
東向きに進むと考える), なは, 距離 Vt,+ut, に含
まれる音(警笛音)が観測者を通過する時間に等しい。
ここで、音速は V で一定だから, 列車が通過した
後に観測者が警笛音を聞く時間ちは
V+u
t。
V
0, 2の辺々の和をとると
ち十ち=2。
=(G+)
これを①(または②)に代入して, ひを求めると
ーhv
t+t。
リ=