Question

tae

◤◢緊急◤◢
解説よろしくお願いします🙇‍♀️

0
例題
問1 図は太さが一様な管に,柄のつ
いたピストンAをはめ込み,管口0とピス 音
トンAまでの長さ1が調整できる装置であ
る。管口0のすぐそばに音源を置き,振動
数f;の音波を出しながらAをある位置から遠ざけていったところ、. 1=1,
のとき共鳴が起こった。続いてAをゆっくり動かしていくと,1=-hの
le
位置で再び共鳴した。このとき, 音波の波長は1を用いて表すと (1)
となる。次に,1はムに保ったまま音波の振動数を f」から徐々に大きくし
ていくと fで再び共鳴した。fa/fiの比は(2)]となる。ただし,開口
端補正は考えなくてよい。
問2 一様な弦を伝わる横波の速さひは張力をF,単位長さあたりの質量を
F
pとすれば v=,
と表される。自然長 6,質量mの一様な弦に張力F
p
を加えて,全長を1に伸ばし,その両端を固定した。このとき弦の基本振
動数fは (3)となる。また,張力を2倍にして両端を固定すると,そ
の基本振動数 faは(3)]の(4)倍になる。ただし,弦の伸びは張力に
比例する(フックの法則)ものとする。
thぜ
〈関西大)
つくリ,
吸とい
0
h
イモ}
ハ
図1
--75
一N
ト-………………
………………………ン

管口0に振動数 500 Hz のおんさ
を置き,おんさを鳴らしながらピス
トンを管口からしだいに遠ざけて
いったところ,管口からの距離ムの
位置Aで音が大きくなった。
次に,ピストンをさらに遠ざけていき, 管口か
らの距離らの位置Cで再び音が大きくなった。
これらの測定を5回行ったところ, ムと2の測定
値は右の表のようになった。
(1)表から,管内の音波の波長入を求めよ。
(2) この実験から求められる音速vはいくらか。
(3) ピストンが位置Cにある
とき,AとB(AとCの中
間)での管内の空気の運動
を右から選べ。
(4) ピストンが位置Cにあるとき, 位置Bと位置Cでの管内の空気の密度の時
変化のようすを図示せよ。音波がないときの管内の空気の密度を po とする。
位置B
ム (cm)| (cm)
15.9
1回目
2回目
3回目
49.8
16.2
50.3
16.1
神hいまいも。
49.9
4回目
5回目
15.8
49.8
16.0
50.2
鉛直方向の振動 水平方向の振動 振動していない
位置C
密
pave s うに
Po
0.0010.002: 0.003: 0.004 時間
全酔vv1。
0.001:0.002:0.003
0.004 時間
12-1-
イモ
l2
密度

波 波動 物理

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

甘栗

1枚目の問題はl1が開口から何個目の節の位置に当たるのかが問題文からは分かりません。
よって、とりあえず解答では3個目として図を書いているだけで、l1の左にいくつ節があるのかは重要ではありません！teaさんのように図を設定しても同じ答えに辿り着けるはずです。

2枚目の問題は管口から徐々にピストンを動かしているため、l1が1番左の節だと分かります。
よって解答のような図になります。

雑な説明ですみません💦

tae

管口から遠ざけるのかある位置から遠ざけるかの違いですか？

甘栗

そうですね！

tae

また、私のように図を設定した場合でも答えが求まると仰って頂いたのですが次のようになってしまいます。

甘栗

管口からl1まで（l1の左側）の情報は使えません。
節の数を適当に設定しているからです。
よって、7/5 l1 〜l1 までが1/2 λ1 という情報から
(7/5 - 1)l1 = 1/2 λ1
という式が成り立ちます。ここから答えが出せると思います！