応用問題 じゃ!! 音HO×08 、 コーー 応用問題 5e mofSi a口 ズツ3 僕 |1| x軸上を負の向きに,正弦波が進んでいる。図1は,ある時刻における変位 ymf 0.1 y [m] と位置x[m] との関係を示している。また, 図2は,ある位置での変位y ABCD/E F G\H 3 0 12x(m) 6 [m] と時刻t [s] との関係を示している。 -0.1 (1) 波の速さはいくらか。 図1 (2) 図1を=0 の波形として、図2のような変位と時刻の関係となる点を, A ym ~H の記号で答えよ。 (3) 図1の状態のあと, 点Aの位置に波の山が来るときの時刻を,自然数 (n= 0.1 と s) 0.04 0 0.02 -0.1 0, 1, 2,…)を用いて表せ。 図2 《ヒント》 (2) 図2において、 時刻0から微小時間が経過したとき, 媒質の変位の向きはy軸の正の向きになる。図1の 状態から微小時間が経過したときの波形を描くことで, 媒質各点の速度の向きを判断できる。 《解答》(1) 3.0×10m/s (2) D (3) (2.5+4.0)× 10-2 [s] 2 に om'01×A0 阪音。 は 宝の着 開 mn00.0 ses 天番問の Sのまさを遊一お題①常常 口開 数 位 図 さすでもの宝のい () |2 固定された反射板による波の反射を考える。図は, 波の進む向きを x軸と して、時刻=0における入射波を示している。入射波は正弦曲線で表され, 波 の周期をT [s] とする。また, 波は, 反射板で固定端反射されるものとする。 (1) 図に示された入射波に対する反射波の波形を図中に描け。 (2) 図の状態から時間が経過して,入射波と反射波の合成波の変位が,どの xについても0となる最初の時 正 (1 刻を求めよ。 (3) 合成波の変位がどの xでも0となる状態は, 一定の時間間隔で繰り返される。図の状態から数えて,合 成波の変位がどの xでも0となる n回目の時刻を求めよ。 《ヒント》(3) 合成波の変位がどのxでも0となる時刻は, 1/2周期で繰り返される。 反射波 反射板工 《解答》(1) 上下に 反転 入射波 ザ 折り返す 図1 1お火!!今

出る。図1のように,この弦の長さの3/4 の場所を強く押さえてはじくと,何 さえた点が振動の節になる定常波が生じた。このとき, 何Hz の音が出る く押さえると,その場所よりも左側に波は伝わらないが、軽く押さえると,左側に波は伝わり、その場所が節 →解答編。 ーのある弦は、どこも押さえすにはじくと、振動数3.3x 10Hz の音が図ふさ良の ) A 宝る 用問題 や!! A イント 上昇するにしたがっ 固体,液体,気位 る。 問の いる 図2 チ 人 の代曜の 過( o 8A (1) 12m か。 論 qの 0 () となる。 (程答)強く押さえた:4.4×10Hz, 軽く押さえた:1.3×10Hz 遺の糖の aA ()) (4) 2178. = () 15%3 %3D) () した。 D.04 度が上。 10回繰 ものとす (1)おも 図1の 仕事の合 (2) 容器中の |4長さLの管にピストンがついている。管口 Aの付近でスピーカーから振動 数有の音を出し,ピストンをAからB側に動かしていくと, Aから距離 ム,の 位置で最初に共鳴し,次に距離 L2の位置で共鳴した。音速を 1Vとし, 開口端補 正は無視できるとする。 A 9.仕事と熱 点Bを10m。 (1) Aから距離 L2の位置にピストンを固定し, スピーカーの音の振動数を有から徐々に大きくすると, 振動 数たで次に共鳴した。f, たを, それぞれ L, 1/を用いて表せ。 点Bの高さ TA, 点Bで 2) 管からピストンを抜き取る。スピーカーの音の振動数を0から徐々に大きくしたとき, 最初に共鳴がお こる振動数は有の何倍か。 ケーにはた 司の時 Tビント)(1) 管内には, 管口 Aが腹, ピストンの端が節の定常波が生じている。 発生し 5V 《保答)(1)=.た=(2) 学倍 12L, ご,合 法則 *膨張 は何、 名前 NI

練習問題 アドバイス (3) -220Jの負の符号は, 熱量が失われた *レもヨ ) 組 年 85cm 倍振動の定 て, 線密度の異なる AB, BC の2本の弦をつないで振動させたところ,図のよう に, A, B, C が節となる定常波が生じた。ここで, AB の部分は長さ2/,線密度 piの弦, BC の部分は長さ 1, 線密度p2の弦である。弦の張力はいずれもSであ るとして,次の各問に答えよ。 (1) AB の部分の波長入」と, BC の部分の波長入2は,それぞれいくらか。 (2) AB の部分を伝わる波の速さnと, BC の部分を伝わる波の速さ ぬは,それぞれいくらか。 (3) AB の部分の振動数 fはいくらか。 (4) 弦の線密度の比p/p2はいくらか。 《ヒント)(4) AB の部分の振動数と BC の部分の振動数は等しい。 る出な者の ちの 21- る出女音s 宝る の 社点さまち よい 意( ) ま (①子3えち> 《解答》(1) = 41, 入z = 21 (2) v, = 品のー県田誤 ( SHO1×A.b: えち () さ一ース近A口 ち景 O さA 音の ぎ閉 11 J () 口と コケ 周管, るこ AO()