物理
高校生
最後の問題がわかりません💦まずなぜ331.5+0.6tを使わないのかもわからないのに加え、その後の解説の意味もよくわかりません…
7. 長いガラス管の中に長い柄のついた栓をは
めこみ、管口のすぐそばにスピーカーを
置いて、これを低周波発振器に接続する。振
動数 600Hzの音を出しておいて, 栓をゆっく
A
O
BC
り遠ざけていったところ、 栓の位置が A,B,Cのところで管内の気柱が共鳴し、
OA = 13.0cm,OB=41.0cm,OC=69.0cm であった。 管口のすぐそばの腹の位置は
振動数に関係なく変わらない。
(1) この音の波長は何cmか。 また、開口端補正は何cmか。
2 このときの音の速さは何m/sか。
栓の位置をBに固定して、スピーカーから出る音の振動数を徐々に上げていくとき
次に共鳴が起こる振動数は何Hzか。
気温が20℃高くなったときに、再び振動数を600Hzにして、栓を管口から遠ざけ
ていくと、2度目の共鳴点B'は0から何cmのところか。
考え方 気柱の共鳴の問題には、振動数を一定にして気柱の長さを変える場合と,気柱
の長さを一定にして音の振動数を変える場合, の2通りある。
(1) 550
(2) 27/04 (5
(3) (2001
Cro
B
mo
(0 3128
(000kg (4) 42.5
(1) ガラスの円筒の筒口付近が腹、水面が節の定常波ができて
いる。
(2) 第1共鳴点から第2共鳴点までの距離 (40.0cm=0.40m) が
半波長である。 波長をすると
12/2 =0.40 ゆえにa=0.80(m)
よってv=fi = 440x0.80
=352 (m/s)
(3) 気温が下がると, 音の速さは小さくなる(-331.5 +0.6tの
式からもわかる)。よって, 振動数が変化しなければ波長
から、波長が短くな
る。 波長が短ければ水位が高い位置で共鳴する。すなわち, 水位は上方に移動する。
m 08.0 X 300 X
02.0 4x4
(2)336m/s (3) 1000Hz
7. 解答 (1) 波長 : 56.0cm, 開口端補正:1.0cm
(4) 42.5cm
(解説
(1) AB=-12 より i=28.0×2=56.0(cm)
よって OL=4-OA=1.00 (cm)
(2) V=f2=600×0.56=336(m/s)
(3) 600Hz のときは3倍振動で,次の共鳴
では5倍振動となる。
5
600X3
-=1000 (Hz)
(4) このときの音の速さはV'=336+0.6×20=348 (m/s)
348
よって''= -=0.58(m)=58.0 (cm)
600
LB'==
4/4×3
2'
POINT
気柱の振動
O A
x3=43.5(cm) よって OB'=43.5-1.0=42.5(cm)
/開端 腹
閉端
L
の定常波
40.0
cm
B
OAの基本
振動と共鳴
OBの3倍
振動と共鳴
t
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