センター物理 振動数fの音源を装着したボールを2個用意する、どちらもスイッチを入れて音が鳴っている状態で一つのボールは手元に置いておき、他の一つを鉛直上向きに投げ上げ、ボールを投げ上げた位置でうなりを観測した、このとき観測されるうなりの単位時間当たりの回数nの時間変化を表すグラフの概形はどうなるか、最も適当なものを次の(1)～(4)のうちから一つ選べ、ただし、ボールを投げた瞬間の時刻をt=0,投げ挙げたい地にボールが落下してきた時刻をt=Tとし、ボールの初速度の大きさは音速よりも十分に小さく、空気抵抗は無視できるものとする
- ボールの初速度の大きさをv[0],音速をVとする、ボールを投げ上げた直後は手元のボールからの振動数fの音と、投げ上げたボールからの振動数Vf/(V+v[0])の音の2つの音が重なり合う。
- ボールが最高点に達するまで、ボールの速さは小さくなっていき、最高点で一瞬静止する、ボールが最高点に達したときに発せられた音と手元のボールから発せられた音の振動数はどちらもfなので、うなりは観測されない、ボールが投げ上げた位置に落ちてくる直前にはボールの速さは初速度の大きさv[0]と等しいので、手元のボールからの振動数fの音と落下してきたボールからの振動数Vf/(V-v[0])の音が重なり合う。
- 解説の投げ上げたボールからの振動数Vf/(V+v[0])とあるのですが、何故Vf/(V+v[0])となるのか分かりません。
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センター物理 振動
センター物理 振動 振動数fの音源を装着したボールを2個用意する、どちらもスイッチを入れて音が鳴っている状態で一つのボールは手元に置いておき、他の一つを鉛直上向きに投げ上げ、ボールを投げ上げた位置でうなりを観測した、このとき観測されるうなりの単位時間当たりの回数nの時間変化を表すグラフの概形はどうなるか、最も適当なものを次の(1)～(4)のうちから一つ選べ、ただし、ボールを投げた瞬間の時刻をt=0,投げ挙げたい地にボールが落下してきた時刻をt=Tとし、ボールの初速度の大きさは音速よりも十分に小さく、空気抵抗は無視できるものとする 解説 ボールの初速度の大きさをv[0],音速をVとする、ボールを投げ上げた直後は手元のボールからの振動数fの音と、投げ上げたボールからの振動数Vf/(V+v[0])の音の2つの音が重なり合う このときに、観測される単位時間当たりのうなりの回数n[1]は n[1]=f-Vf/(V+v[0]) =v[0]f/(V+v[0]) ボールが最高点に達するまで、ボールの速さは小さくなっていき、最高 点で一瞬静止する、ボールが最高点に達したときに発せられた音と手元のボールから発せられた音の振動数はどちらもfなので、うなりは観測されない、ボールが投げ上げた位置に落ちてくる直前にはボールの速さは初速度の大きさv[0]と等しいので、手元のボールからの振動数fの音と落下してきたボールからの振動数Vf/(V-v[0])の音が重なり合う、 このときに、観測される単位時間当たりの うなりの回数n[2]はn[2]=Vf/(V-v[0])-f=v[0]f/(V-v[0]) よってn[2]-n[1]=v[0]f/(V-v[0])-v[0]f/(V+v[0])=(2v[0]^2)f/(V^2-v[0]^2)>0 となりn[2]>n[1]となるので(2)が正解となる 解説の投げ上げたボールからの振動数Vf/(V+v[0])とあるのですが、何故Vf/(V+v[0])となるのか分かりません、ボールが最高点に達したときにうなりが観測されない理由が分かりません ボールが投げ上げた位置に落ちてくる直前にボールの速さが初速度v[0]になるのが何故なのか分かりません 落下してきたボールからの振動数がVf/(V-v[0])になるのが分かりません
- arutemawepon
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＞音波の波長が伸びて、その波長を求める所までは分かりました、 ＞後は観測者が音波の振動数が何故大きく見えたり小さく見えたりするかの原因です。 ちょっと、本当にわかっているか怖いので、繰り返すと 「伸びる」というのは音源が空気に対して移動していない「場合」の波長に比べて「大きい」 という意味ならあってます。波の波長はひとつしかありません。 何か別の本物の波長が有って、それが違って「見える」という話はないので 注意してください。 >観測者から見ると音波の波長は伸びて見えるわけですよね、 >実際観測者に向かってくる音波の波長は音源が観測者から遠ざかるとき伸びてますよね。 これも同じ。同じ波は誰から見ても波長は同じ長さです。それは音源が移動していない「場合」より 長くなります。 これで何度目かな？ 同じ波の波長は誰から見ても同じというのは大原則ですから、頭に刻み込んでください。 >後はこの音波の速度が観測者から見ると音速に見えるってことですよね？ >音波の速度は変わらず音波の波長が伸びているのだから振動数は小さくなるという事ですか？ 観測者が空気に対して静止していれば、観測者と音の相対速度は音速です。「見える」という表現が 気になりますが「本当に」そうなります。
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- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>観測者から見た動く音源から出る音波の速度は-V-v[0]という事ですか？ 観測者から見た音速は -V です。 かみ合いませんね。音速の認識が合っていないような気がしてきました。 V(音速) は何に対する速度かわかってますよね？ #放出理論ポイ認識なのかな？
お礼
御返答有難うございます
補足
観測者から見たら音源がv[0]で遠ざかっていくんだから音速はーV-v[0]じゃないんですか？
- gohtraw
- ベストアンサー率54% (1630/2966)
＞谷も山に入れるんじゃないんですか 勘弁してくれよagain。谷は谷だろ。大丈夫か？
お礼
御返答有難うございます
補足
分かりました、では一回振動するたびに山が一つあるということですね、振動数がfだと一秒間にf個の山があるという事ですね、t秒間ならft個の山がありますね、ここまで分かりました、 これを速さで割ると1波長が分かるって事ですか？
- gohtraw
- ベストアンサー率54% (1630/2966)
＞1波長には山2個入ってますよね？ おいおい。ひょっとして波長は変位が最大の点（つまり山）から 次の山までの距離だから１波長には山二つってか。 勘弁してくれよ。
お礼
御返答有難うございます
補足
違いますよ、1波長は山と谷が1セットありますよね、でも谷も山に入れるんじゃないんですか？逆向きなだけで
- gohtraw
- ベストアンサー率54% (1630/2966)
>単位時間当たりの振動回数ですよね、 >何で単位時間当たりの山の個数になるんですか？ tknakamuriさんも仰っているが、波動の基本が理解できていない。 ご本人は理解したつもりかも知れないが、使えていないのでは 意味がない。だから「無知の知」を学べなどと言われるのだよ。 こんな状態でドップラー効果が理解できるわけがない。 波動の基本である周期（と周波数）、波長、波の速度の関係を 自在に使えるレベルまで理解したうえでドップラー効果に進むか、 基本なんてすっ飛ばしてドップラー効果の公式だけを丸覚えして 済ませるか、よく考えた方がいい。後者はお勧めしないが。
お礼
御返答有難うございます
補足
無知の知って倫理でやる自分は何も知らないことを知るべきって話ですよね、詳しくは読んだことないですが、波動の基本は読みましたよ、周期は波が一回振動するのにかかる時間、波長は波が一回振動した時の、波の長さ、速度は波が一回振動するのに掛かる時間でv=fλですよね 丸暗記はしたくないです、後で困ることになるでしょうから
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>音源から見た音波の速度はV-v[0]になるんじゃないですか？ 上向に放たれた音波では V―v、下向きに放たれた音波では ーV―v 観測者は下にいるので、後者を採用。わかります？
お礼
御返答有難うございます
補足
上向きを速度の正とするのではないんですか？そうすると音源は上向きに上がっていくときv[0]で上がっていき、観測者には下向きに音波を出しますよね、だから観測者から見た動く音源から出る音波の速度は-V-v[0]という事ですか？
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>単位時間当たりの振動回数ですよね、 >何で単位時間当たりの山の個数になるんですか？ 振動回数=山の個数 ですよ。 どうも波の物理的イメージが頭の中に出来ていない かんじですね。
お礼
御返答有難うございます
補足
振動って1回で山1個の事なんですか？1回の振動って1波長分じゃないんですか？1波長には山2個入ってますよね？波動と交流の質問も確認の方宜しくお願いします
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>-V-vこれは観測者から見た速度ですか？ いえ、音源からみた音波の速度。 静止している観測者にとって 音速はV固定(上向きを正とすれば-V)です。
お礼
御返答有難うございます
補足
観測者から遠ざかるとき音源からVの速度で音波が出ますよね、そして音源はv[0]で遠ざかっていきますよね、音源から見た音波の速度はV-v[0]になるんじゃないですか？観測者に向かって出される音波の速度を移動する音源から見た速度ですよね？
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>相対速度が相手の速度から自分の >速度を引くわけですよね、音源の速度は >v[0]で音波の速度はVなので音源から >見た音波の速度はV-v[0]じゃないんですか？ 音波は下向だから、符号と意識してかくと -V-v が正しいです。 #ここでVは音速の絶対値なので
お礼
御返答有難うございます
補足
-V-vこれは観測者から見た速度ですか？
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
>ボールが投げ上げた位置に落ちてくる >直前にボールの速さが初速度v[0]に >なるのが何故なのか分かりません これはカ学的エネルギー保存則を理解しているか 試しているのですよ。 検索しましょう。
お礼
御返答有難うございます、波動の問題と交流の問題の確認の方も宜しくお願いします
補足
位置エネルギーが同じだからですね
- gohtraw
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＞何で山の数がtfになるんですか？ 何故ならない（かも知れない）と思うんだ？ ｆの逆数は周期、これは変位ゼロから始まって山を経て再び 変位ゼロとなり、つづいて谷を経て再び変位ゼロに戻るまで の時間だろ？ということはｆは単位時間当たりの山の個数だ。 それに時間ｔを掛けたら、時間ｔの間に観察される山の数に なるだろうが。 ＞一つの山の長さしか出ないんじゃないですか？ またそういう言葉の使い方をする。山の長さってなんだよ。 ＞全部の山の数を速さで割ってる どこをどう読むとそうなるのかね。支離滅裂。 距離を山の数（つまり何周期かということ）で割っているのだが？ 波動の復習宜しく。
お礼
御返答有難うございます
補足
>ｆの逆数は周期、これは変位ゼロから始まって山を経て再び >変位ゼロとなり、つづいて谷を経て再び変位ゼロに戻るまで >の時間だろ？ 逆数は周期ですが、fは単位時間当たりの振動回数ですよね、何で単位時間当たりの山の個数になるんですか？
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