Question

ちゃむ

問2の（イ）解答にある「4/3波長分」の意味がわかりません。

73. 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
下の①~⑥のうちから1つ選べ。
気柱の長さ
スピーカー
ピストン
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
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。
① fL2 ② 2fL2
③f(L2-L
④ 2f (L-Li) ⑤f(L₂-L) ⑥f(L₂-L₁) L₁
L2
Li
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。
(02.0- OS) Snia O.E
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, 0
0
03.0mol
① 音の波長が長くなった
401
管内のイ
② 音の波長が短くなった
0
③音の振動数が大きくなった
からである。
①
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
① 1回
E
②2回
共鳴はウ
起こった。
③ 3 回
④ 0 回
10. [2021 追試〕

73
問1 ④
問2
イ
ウ
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
-=L2-L
L₁
L2
音の速さをVとすると, 波の基本式より
V=fi=2f(L2-L) ④
La-Li
問2(イ) 1気圧, f [°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
さが波長分よりも長すぎて共鳴は起こらなく
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 3
波長
分になったところで共鳴し、 続いて気柱の長さが
4
1 波長分になったところでもう一度共鳴する。
4
よって, 共鳴は2回 ②起こる。