Question

桐ヶ谷くん

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

88 問1④
問2
イ
ウ
[②]
問1 振動数と音の速さが一
定なので、波長も一定であ
る。このとき、最初の共鳴
と次の共鳴のようすを横波
表示で表すと図のようにな
る。 波長を入とすると
1A=L₂-L₁
音の速さを Vとすると, 波の基本式より
V=fi=2f(L2-L) ④
問2 (イ) 1気圧, t[°C] における空気中の音の速さの
式 「V=331.5+0.6t」 より, 気温が下がると音の
速さは小さくなる。 スピーカーから出る音の振動
数は変化していないから、 「V=f入」より,音の
速さが小さくなると波長が短くなり ②,気柱の長
3
さが 波長分よりも長すぎて共鳴は起こらなく
4
- L2-L₁-
L2
なる。
(ウ)(イ)より, ピストンの位置を左に動かし気柱の長
さを短くしていくと、まず気柱の長さが波長
分になったところで共鳴し (3倍振動), 続いて気
柱の長さが - 波長分になったところでもう一度
共鳴する (基本振動)。
よって, 共鳴は2回 ② 起こる。
点