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物理基礎の問題がわかりません。

(2) でおもりの質量を変えるとあり、速さは重りが重いほど大きくなるので、速さが変化するのはわかります。

v=√S/√ρ 張力S 密度ρ

どうして振動数が不変なのでしょうか。

『おもりの質量を変えたから振動数および速さが変わったのでは?』と考えてしまいます。

(2)の波長を求めるところまではスラスラと解けました。

「物理基礎の問題がわかりません。 (2) 」の質問画像
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A 回答 (3件)

これは音さによる弦の強制振動です。


だから振動数は音さの振動数そのものに固定されます。
弦の張力を変えても振動数は同じです。
ちょうど支柱に固定したロープの先を手で持って手で振動させても
ロープの各部分は手の振動周期と同じ周期で振動するのと同じことです。
この場合定常波ができても弦の各部は音さの振動数と同じ振動数で
振動しています。
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>どうして振動数が不変なのでしょうか。



音叉の周波数が張力の影響を受けないという想定なんでしょう。
なかなか大胆な仮定だから、
一言書いてあってしかるべきとは思いますが・・・
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>どうして振動数が不変なのでしょうか。



その波は「音さ」から発生しているからです。
音さから出る「振動」の振動数は決まったもので一定です。それが伝わる「弦」の方の都合で変わることはありません。

空気を振動させることを考えたときに、気温によって音波の伝播速度(音速)が変わりますが、それで「音さ」や「楽器」の振動数が変わることはありません。

弦の振動の様子が変わるのは、弦を伝わる振動の速度が変わるので、定常波の腹の数が変わるのです。
「振動数」が一定で、「波の速さ」が変わることで「波長」が変わるのです。
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