3. 波動 05.ドップラー効果  難易度★★★☆☆

3. 波動

次の文中の【    】に適した式を、それそれの解答欄に記入せよ。

図のように、音源S、マイクロフォンM、反射壁Rがこの順序で適当な距離をおいて、水平な一直線上に並んでいる。以下の設問において、Sが出している音波の振動数を \(f\) とし、音波の速さを \(c\) とする。また、風はないものとする。

(a) Sが右向きに速さ \(v\)1( \(c\) > \(v\)1 )で運動し、MとRが静止しているとき。Mで観測するSからの直接音の波長は【  1  】であり、単位時間にMに達するSからの直接音の波数(Mで聞くSからの直接音の振動数)は【  2  】です。

(b) Mが右向きに速さ \(v\)2 ( \(c\) > \(v\)2 )で運動し、SとRが静止しているとき。単位時間にMに達するRからの反射音の波数は【  3  】であり、単位時間にMに達するRからの反射音の波数は【  4  】である。このとき、Mで観測されるうなりの回数は、単位あたり【  5  】となる。

(c)Mが右に速さ \(v\)2 ( \(c\) > \(v\)2 )、Rが右向きに速さ \(v\)3( \(c\) > \(v\)3 )でそれぞれ運動し、Sが静止しているとき。  単位時間にRで反射される音の波数は【  6  】であり、Rからの反射音の波長は【  7  】である。したがって、単位時間にMに達するRからの反射音の波数は【  8  】となる。このとき、Mで観測されるうなりの回数は、単位時間あたり【  9  】である。したがって、 \(v\)2 と \(v\)3 の関係が \(v\)3 =【  10  】であるとき、Mで観測されるうなりが消えることになる。


【問題PDF】


【解説】


【解説PDF】

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