センター2016物理基礎追試第1問 問4「音波の性質」

1Bt-1-4

物理が苦手な文子
空気中を伝わる音の問題ね。

物理が得意な秀樹
まずは音の進行方向の振動方向の関係だ。

物理が苦手な文子
それって、縦波か横波かの話よね。

物理が得意な秀樹
そうそう。じゃあ、音って縦波?横波?

物理が苦手な文子
音は確か縦波でしょ。

物理が得意な秀樹
その通り!じゃあ、縦波は進行方向と振動の方向は同じ?垂直?

物理が苦手な文子
これは、どっちだっけ?

物理が得意な秀樹
縦波って、こんな波だよね。

1Bt-4-2

物理が得意な秀樹
青い丸は波がない時の媒質ね。赤い丸は縦波がある時の媒質。媒質が右や左に動くことで、波が右や左に進行するんだね。

物理が苦手な文子
ということは、波の進行方向と振動の方向は同じということね。

物理が得意な秀樹
そういうことだ。ちなみに横波は、進行方向と振動の方向は垂直だよ。

1Bt-4-3

物理が苦手な文子
なるほど。

物理が得意な秀樹
次は振動の周期と音の高さとの関係だね。一般的に高い音って、どんな音?

物理が苦手な文子
高い音がどういう音?って・・・何だろう?あっ、振動数が大きいんだっけ?

物理が得意な秀樹
そうそう、そういうことだよ。高い音は振動数が大きくて、低い音は振動数が小さいんだね。

1Bt-4-4

物理が苦手な文子
今考えているのは、周期と音の高さの関係よね。だから、周期と振動数の関係は、

    $$T=\frac{1}{f}$$

物理が苦手な文子
だから、周期と振動数は逆数の関係ね。

物理が得意な秀樹
まとめるとどうなるかな?

物理が苦手な文子
高い音は、振動数が大きくて、周期は短いということね。

物理が得意な秀樹
そうだね。最後の空欄は温度と音速の関係だ。

物理が苦手な文子
なんか公式見たいのがあったわよね。

物理が得意な秀樹
そうだね。これだね。

1Bt-4-5

物理が苦手な文子
そう、これこれ。

物理が得意な秀樹
細かい数値は覚えていなくてもいいと思うけど、温度tが高ければ、音速Vは速くという関係は知っておいた方がいいね。

物理が苦手な文子
以上をまとめると、答えは③ね。

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