Question

えだまめ

共鳴の問題です。
問2のウの解き方を教えてください🙇‍♀️
3倍振動がどうして出てくるのかわからないです汗

88. 気柱の共鳴 5分 気柱の共鳴と音の速さについて考える。
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,気柱の長さ
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Lであった。これ
より音の速さはアと求められる。 ただし,開口端補正は無視できるものとする。
管内の
L₁
(85) (m) xmlah ta
① fL2 ② 2fL2 ③f (L2-L) ④ 2f(L2-L) ⑤F(LL)1⑥f(Lューム) - L2
問2 次の文章中の空欄イウに入れる語句として最も適当なものを、 それぞれの直後の
{ }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
a US SHOS 2020 (
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
共鳴はウ
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
①
0回
スピーカー
からである。
起こった。
ピストン
[2021 追試]
物理基礎の復習 ③(波) | 67

88 問1 ④
問2 イ
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 とすると
1/λ=L₂-L₁
L2
音の速さを Vとすると, 波の基本式より
V=fi=2f(L2-Li) ④
問2 (イ) 1気圧, f[℃] 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ｽ｣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-
なる。
(ウ)(イ)より, ピストンの位置を左に動かし気柱の長
3
波長
さを短くしていくと,まず気柱の長さが 24
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1/4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。