• ベストアンサー

物理 波動、音の分野の問題

長いガラス管の中に長い柄のついた栓をはめこみ、管口Oのすぐそばにスピーカーをおいて、これを低周波発振器に接続する。 振動数600Hzの音を出しておいて、栓をゆっくり遠ざけていったところ、栓の位置がA,B,Cのところで管内の気柱が共鳴し、OA=13cm OB=41cm OC=69cm であった。 管口のすぐそばの腹の位置は振動数に関係なく変わらない。 （１）この音の波長は何cmか。 という問題で、解説は AB=λ/2より、λ=56cm となっているのですが、なぜこうなるのですか? 意味がわかりませんでした。 解説をお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • naniwacchi
  • ベストアンサー率47% (942/1970)
回答No.1

こんばんわ。 問題には図があると思うので、その図を想像しながらになりますが、 栓が点Oのところから遠ざけていき、 ・はじめて共鳴した点が点A ・次に共鳴した点が点B ・3度目に共鳴した点が点C となっていて、それぞれが順に 基本振動（1つ目の節）、3倍振動（2つ目の節）、5倍振動（3つ目の節）になっています。 図にその様子を書きこんでいけば、波長がABの2倍＝ ACになることがわかります。 「等間隔」になっていると思って、よく見てみると OA＝13cmとなっていて λ/4＝ 14cmよりも短くなっています。 これは「開口端補正」による影響があらわれていることになります。 逆に言えば、基本振動の観測だけでは波長は求められませんよ。 ということを示しています。

  1. カテゴリ
  2. 学問・教育
  3. 自然科学
  4. 物理学

関連するQ&A

  • 気柱共鳴の実験

    こんばんわ。共鳴実験についてご質問させてください 共鳴実験から波長を求め、振動数を求めるというものです。 気柱共鳴装置の管口で音叉を鳴らし続けます。 だんだんと水面を下げていき、共鳴音を出す所を3箇所探します。 管口からはじめの共鳴地点までの距離をL1．2,3番目をL2.L3とします。 この実験について3点のご質問をさせていただきます。 (1)共鳴している気柱は定常波が生じていますが、この　ときの定常波の位置は管口端より、何cm外側に存在　するのでしょうか。 (2)波長λを求めるときに、λ＝2（L2－L1）とせずに、λ　＝４L1としてよいのでしょうか。 (3)温度が上がるとL1.L2のあたいは、それぞれどのよう　に変化するのでしょうか。 以上の3点になります。 どうぞよろしくお願いいたします。

  • 気柱共鳴2

    ・太さが一葉なシリンダーと、滑らかに動かすことができるピストンを用いて気柱共鳴の実験を行った。おんさを管口付近で鳴らしながら、ピストンを管口から徐々に引いて行くと、ピストンと管口の距離が10.0cmのときと34.0cmのときに音が大きく聞こえた。音速を340m/sとする。 (問)ピストンと管口の距離が34.0cmの状態からさらに引き出していくと、その後は共鳴が起こらないままシリンダーからピストンがはずれ、シリンダーのみとなった。このとき共鳴が起こり、音が大きく聞こえた。シリンダーの長さを求めよ。 という問題があるのですが、全然分からなかったので答えを見たら、問題集の答えには「44.0cm」とだけ書いてあって、この問題だけどうやれば「44.0cm」に行き着くのか全く分かりませんでした😢分かる方がいたら、なるべく高校生でも分かるように教えて下さい🙇 ※『音波の波長λ』『開口端補正Δx』『音波の振動数f』は次の通りです。『λ=48.0cm/Δx=2.0cm/f=7.08×10^2』

  • 気柱共鳴についての質問です

    　音の速さを求めるために気柱共鳴の実験をしました。 　音が大きいかどうかは耳で判断しにくかったので、音が小さくなる位置を測ってその間の長さが波長の２分の１にあたると思ってレポートを書いていました。 　そうしたら調べても、共鳴して音が大きくなる時の気柱の状態は基本振動だとか、三倍振動だとかいろいろと書かれているのに、音が小さくなっている時の気柱の状態について書かれているものは（調べ足りないだけかも知れないけれど）見つかりませんでした。 　どなたかなぜ音が小さくなるのか、また音が小さくなっている時の気柱の状態について教えてもらえないでしょうか。

  • おんさの振動と気柱の共鳴

    おんさの振動と気柱の共鳴 気柱の開口端から共鳴点の長さが１/４λ、３/４λ、、、となっていくのはなぜでしょうか 気柱の固有振動数とおんさの振動数がいっちするというのがよくイメージできないのですが、かいせつしていただけないでしょうか よろしくお願いします

  • 気柱の共鳴　振動数の測定方法

    気柱の共鳴　振動数の測定方法 気柱の共鳴の実験をしたのですがその後の検討で、 0℃の乾燥空気中の音速331.4m/sとし、常温で気柱の共鳴を用いて未知の音さの振動数を測定する方法を具体的に述べよ。 という問いがあり、何をどう書けばいいのかわからず困っています。 一応箇条書きでいいといわれているのですが、どのような回答が最も適切でしょうか。

  • 気柱の共鳴実験で共鳴点に幅があるのはなぜ？

    当方は高校三年理系履修者です。 http://www.phy.sakura.ne.jp/hp/onsa.htm 気柱の共鳴を利用して音叉の振動数を測定するという上のリンク先のような実験をやりました。気柱の水位を下げていくことにより共鳴点を探すという内容なんですが、 水位を1cmくらい上下しても音が聞こえてきます。 共鳴点に上下の幅があるのでは何故でしょうか？ これに関して減衰振動というのは関係があるのでしょうか？あるとすれば ・減衰の原因になるもの ・なぜ減衰振動だと幅がでるのかなど 教えて下さい。

  • クインケ菅と気柱の共鳴の問題の違いについて

    こんばんは。 クインケ菅と気柱の共鳴の問題の違いがわかりません。 クインケ菅の問題： 両方の長さを等しくすると強く聞こえた。５ＣＭ片方を引き出すとまた強く聞こえた。 この答えは１０ＣＭですよね。５ＣＭ延ばすとクインケ菅の場合は１０ＣＭ菅を伸ばすことになるからですよね？ 共鳴の問題： 管長を０の時共鳴した。二センチのばしたらまた共鳴した。 答えは４センチですよね。 クインケ菅の場合、半波長ずれたら打ち消しあい、一波長のづれなら強めあうんですよね。 気柱の共鳴の問題の場合、半波長ずつ強めあうんですよね。 同じ菅なのに、なぜクインケ菅は一波長づつ、気柱の共鳴は半波長づつと違うのでしょうか？ ご存知の方教えて下さい。 お願いしますm(__)m

  • 気柱で共鳴した場合の音

    気柱を振動させて定常波ができると音が大きくなるのは、入射波と反射波の合成波である定常波の振幅が入射波の２倍になるからですか？ということは、共鳴するともとの音の２倍うるさくなるということでしょうか？ よろしくお願いします。

  • 物理の波の問題です よろしくお願いします

    スピーカーから500Hzの音を出す。ピストンを右に動かすと共鳴が起きる。 最初の共鳴が起こった所でスピーカーから出る音の振動数を増やすと 【１】 ×10^3Hzの時に次の共鳴がおきる。 ただし音速を340m/sとし、開口端補正はない と言う問題です 物理は大変苦手で、わかる方がいましたら、 できれば計算式などを書いてよろしくお願いしたいと思います。 書き間違いなどがありましたら連絡よろしくお願いします

  • 波動の問題です

    １．フルートは両端が開いた一様な太さの金属管でできている。最低の振動数が262Hzの音を出すようにするには65cmの長さが必要であるのはなぜか。音速を秒速340mとして答えよ。 ２．一様な太さのゴムひもの両端をひっぱり、中間をはじくと音がする。同じところを持ったまま引っ張り具合をいろいろ変えて、異なる長さで音を出しても、ある範囲ではその高さは同じであった。この範囲で張力と長さは比例関係に、ゴムは伸ばしても体積は変わらないとしたら、単位面積当たりの張力は長さの２乗に比例することを説明せよ。 初めに何をしたらいいのかすらわからないので詳しく解説お願いします。

注目のQ&A

カテゴリ

専門家に質問してみよう

職業から探して質問する

あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVEセレクト

質問する