物理
高校生
黄色いマーカーで引いてある「振動数は変わらない」というのはなぜそう言えるのでしょうか??
e
麗
4.9×10-*kg/m の弦を取りつけ,滑車Qを通じて質量
2.0kgのおもりをつるしたところ,弦には3個の腹を
170,弦の振動● 図のように,振動子Pに線密度
1.2m
P
もつ定在波が生じた。なお, P, Qの位置では節がで
きるものとし,重力加速度の大きさを9.8m/s°とする。
また,弦を伝わる波の速さ[m/s]は, 張力の大きさ
2.0kg
S
をS[N), 線密度をp[kg/m] とすると,ひ=、
と表されるものとする。
(1)弦を伝わる波の波長入[m] を求めよ。
(2) 弦を伝わる波の速さ » [m/s] を求めよ。
(3) このときの振動子Pの振動数F[Hz]を求めよ。
(4) 4個の腹をもつ定在波をつくるには,おもりの質量を初めの何倍にすればよいか。
>例題35,179,180
(4)弦の振動のようすは図bのようになる。よって, このときの波長を
2 振動数は変わらないが、
弦を伝わる波の速さが変わる
ので,波長が変化する。
* [m] とすると =ー×1.2=0.60m
初め(腹が3個)と後(腹が4個)の, おもりの質量をそれぞれm, m'
[kg]とし,弦の線密度をp [kg/m], 重力加速度の大きさをg[m/s)と
おく。それぞれの場合の弦を伝わる波の速さ, [m/s] は
mg.
m'g
び=
p
V=
2)
p
m'g
2式-の式より
び
me
p
m
mg
m
p
2
m'
fX0.60
3
9
倍
16
ゆえに
%D
「X0.80)-)
m
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