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物理 高校生

考えてみよう/ギターの仕組み のところの解答を教えていただきたいです

B 弦楽器の音の高さ 弦楽器の弦をはじくと基本振動のほかに 倍振動も同時に起こり、それらの重なり方 により、楽器に特有の音色が出る。 また, 同じ楽器でも弾き方によって倍振動の起こ り方は異なる。 ふつう、基本音が最もよく 聞こえ、それが音の高さを決める。 バイオリンやギターなどの弦楽器を演奏 するときは, 弦の途中を指で押さえて弦の 振動する部分の長さを変え, ド,レ,ミな ど異なる高さの音を出す。 弦を伝わる横波の速さ 弦を伝わる横波の速さは、弦の単位長さ あたりの質量(線密度)が小さいほど大きく、弦を張る力が強いほど大きいことが知られている。 したがって、同じ材質の弦では、細い弦ほど高い音が出る。 また,音の高さを調整するときは、 弦を張る強さを変える。 指で押さえる位置を変えると, 弦 の振動する部分の長さが変わる。 200 考えてみよう! ギターのしくみ ギターを鳴らすとき,どのようにすると、高い音を出すことができるだろうか。 ハー ③弦の線密度が ① はじく弦の長さを する。 000 ②弦を張る力の強さを する。 (強く張ると固有振動数が大きくなる。) 発展 弦を伝わる横波の速さ v= やってみよう!弦の定在波の観察 弦に定在波を起こして,ストロボをあてて観察し てみよう。 弦の振動数を少しずつ変えていき、何通 りかの定在波を起こす。それに合わせて, ストロボ の発光回数も変えていく。弦のどこかに軽く触れる とどんな変化が起こるだろうか。 特に、弦の中央に 軽く触れるとどんな変化が起こるか調べてみよう。 IS P 振動発生装置 aps ロー S〔N〕の力で張った線密度p[kg/m〕 の弦を伝わる横波の速さv[m/s] は,次式のようになることが知られている。 ●弦の端のほうをはじくと倍音が強く出ることもある。 弦をはじく。 同じ材質の弦では細 い弦ほど固有振動数 が大きくなる。 波の速さひ 線密度 問 指針 解 類題 i

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物理 高校生

こちらの問題についてです。解説なのですが、線引きした部分の計算が分かりません。教えていただきたいです。

218. 弦の振動 強く押さえた : 4.4×102Hz, 軽く押さえた: 1.3×10°Hz 解答 |指針 どこも押さえずにはじくと、 弦には基本振動 (3.3×102Hz) が生 じる。 弦の長さをL, 弦を伝わる横波の速さをvとし, 「f=v/入」の関 係の式を立て、 強く押さえたとき, 軽く押さえたときのそれぞれでも同 様の式を立てて、各場合における振動数を求める。 解説 弦の長さをLとすると, 3.3×102Hzの音が出ているときの定 常波の波長は2L である。 また, 弦を強く押さえたとき,定常波の波長 は2×Lであり(図1), このときの振動数をf〔Hz〕 とする。 図1 弦を伝わる横波の速さを 〔m/s] とすると, V 3.3×102= V 2L fi=2x (3L/4) 式①, ② から, L, v を消去して 弦を軽く押さえたとき,定常波の波長は =4.4×102Hz Lであり(図2), V f₂= L12 このときの振動数を [Hz] とすると 式 ①,③から, L, vを消去して た=1.32×10Hz 1.3×10°Hz A 図2 弦を押さえてはじくと, 押さえた場所は節, はじ いた場所は腹となる。 強 く押さえるとその場所の 反対側に振動は伝わらな いが、 軽く押さえると振 動は伝わる。 横波の速さは、弦の張 力、線密度に関係し,各 場合で同じである。 Gayud Gurd

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