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物理 高校生

大至急です!!!!! ドップラー効果の問題です めっちゃくちゃめんどくさいと思うんですけど、 これらの問題の解説を教えてください!!!! 二枚目の写真が答えです

【5】 観測者 0, 音源 S, および反射板R が直線上に並んでいる。 音源 Sから出た音は反射板Rで反射する。Sと Rの間に観測者 0 がいる。 OがRに向かってゆっくりと移動したとき,0が17cm 移動する ごとに音が強くなった。 このとき、次の(1) (2) に答えよ。 (1) Sから出る音の波長はいくらか。 観測者 O 音源 S 反射板 R 00 (2) 音速を 340m/s とすると, Sの振動数はいくらか。 次にOとRの間を音源 S が移動するときについて考えよう。 音の速さをV[m/s] とし, 風はないものとする。 以下の(3)~(6) に答えよ。 U- -U (3) ORは静止していて,Sが速さu [m/s]でRのほうへ動 きながら振動数fo [Hz] の音を出していた。 0 が観測する 00 図5 (4) (5) (6) Rからの反射音の振動数 [Hz] をV, ufo を用いて表せ。 ただし,u <Vとする。 (3) のとき,0は1sあたり何回のうなりを観測するか。 その回数をV, u, fo を用いて表せ。 OSは(3)と同じとして,Rを図5の右向きに動かした。Rが速さup [m/s] で動いているとき,0 が観測 するRからの反射音の振動数fz [Hz] を求めよ。 ただし, UVとする。 (5)において,Rを静止した状態から速さを増しながら動かしたとき,0が1s あたりに観測するうなりの回 数は少しずつ減少していき,Rの速さがuo [m/s]になった時点でうなりが観測されなくなった。このuoを計 算によって求めよ。ただし,uo <Vとする。

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物理 高校生

(4)です、 どうして絶対値を外すことができのかわかりません、 この状態で振動数の大小ってわかるんですか?

出題パターン 観測者 0, 振動数fの音を出す音 源 S, 反射板Rが図のように一直線音 上に並んでいる。 音速をc とする ここでRとOが静止し, Sが正の方 向に速さ”で動くときは、親の下での (1) 直接音の振動数 (2) 反射音の振動数 2 (3) 反射音の波長 入 RSO HOÁÓ 2 (4) 直接音と反射音によって生じるうなりの振動数はいくらか。 ただし,風 はないものとする。の伝わ ア:(波長)圧縮f= (分母小さく ) 解答のポイント! うなりの振動数 (1秒に何回うなるか) = 2つの振動数の差 解法 (1) (2)図 15-6のように, 音が伝わるよ うすを図示する。 ここでドップラー効果 が起こるのは図15-6では動く音源の音 の発射時のアとイで,アでは音源が前方 りの音の波長を「ギュッ」と圧縮し、で は後方の音の波長を 「ベローン」と引き 伸ばしている。 C f₂ f h2=- 48 振動数・波長 ・ うなり c+v = C- 音速 C f₂= c+vf cf C-v 静止 U ドップラー効果の式の立て方より、 ジ GUIDARTHOFOR-0450 08 GUD: c+v 1-2 (S) (1) steiadk ア直接音 V イ:(波長)引き伸ばした JIMS): (分母大きく) HIST (3) 引き伸ばされた反射音の波長については,すでにたとcとで2get! して いるので波の基本式より) 550 容 2 反射音 15-6 (4) 図 15-6 で観測者 いるので,うなりを観測する。 うなりの振動数は犬との差で, 7 (+9) TV- 2cvf cf_ f-fl=-=- まず何よりも先に振動数を計算しておいて, そ の後に波の基本式で波長を計算するのがコツ! t₂ 静止 というわずかに振動数の異なる音を同時に聞いて A till STAGE 15 ドップラー効果 165

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物理 高校生

波の分野のうなりについてです 画像の10行目からで、「2つの音源の振動数をそれぞれf1,f2〔Hz〕とすると、周期T0〔s〕の間に2つの音源から出る波の数f1T0個とf2T0個は波1個分ずれる」という部分がわかりません 必ず1個分ずれると言い切れるのはなぜなんでしょうか…?

E うなり 振動数がわずかに異なる2つのおんさを同時に鳴らすと, ウォーン, ウォーンと音の大小が周期的にくり返されて聞こえる(図39)。このよう な現象をうなりという。うなりは2つ beat の音波が重なりあうことによって生じる。 1秒当たりに生じるうなりの回数fを 図40をもとにして求めよう。 うなりが 1回生じる時間(うなりの周期) を To [s] と すると, 1秒間では 回うなりが生じ To る。したがって, f と To の関係はf= 1 To となる。また,2つの音源の振動数 をそれぞれ fi, fz [Hz] とすると,周期 To [s] の間に2つの音源から出る波の数 fiTo 個とf2T。 個は波1個分ずれるので |fiTo - fzTo| = 1 (17) よって AU B "O BU 1 うなりの回数 f = \f-f2| (18) O み 空気の圧力変化 O 44 第3編 波 同位相 図 39 おんさによるうなり 動数の等しい2つのおんさの一方 におもりをつけると、枝が少し重く なり,振動数はわずかに小さくなる。 逆位相 (18) 式を導く To > 0 であるから, (17) 式より |f₁-f₂| To=1 firo 個の波 (この図では5個) よってTo= これを f=1に代入して f=/=1fi-fal To fT。 個の波 (この図では4個) うなりの周期 To[s] 1 Tf₁-f₂l 同位相 時間 VA ●図 40 振動数がわずかに異なる2つのおんさによるうなり 合成波の振幅は,同位相で重 なるときに最大となり, 逆位相で重なるときに最小となる。 10

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