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2010年度芝浦工業大学　B日程　大問１（イ）を２通りの解法で！

図のように, 斜面AB, 水平面BC,鉛直面CD, 水平面DE がある。斜面ABと水平面BCはなめらかにつながっている。水平面DE上には, 鉛直面CDと同じ高さを持つ十分に長い台が置いてあり, 台はDE上を動くことができる。 台は鉛直面CDに接して置かれ, 台の上面は水平面BCと滑らかに接続している。台の上面と小物体の間にのみ摩擦があり,その動摩擦係数を μ とする。台の上面以外の平面および斜面ABはなめらかであり,それらの面とそれぞれ, 台, 小物体との間に摩擦はない。台, 小物体の質量をいずれも m , 重力加速度の大きさを g とする。小物体および台の運動に対する空気抵抗は無視できるものとする。以下の設問の解答を解答欄の所定の位置に記入せよ。ただし, 導出過程は示さなくてよい。
(イ) 小物体を水平面BCから h の高さにある斜面AB上の点Pに置き, 静かにはなした。滑り出した小物体は水平面BC上で速さが v になった。v を g , h を用いて表せ。

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観測者A,B
音速をVとする

(1)車が十分離れた場所からAに近づくとき、Aが聞く振動数は?

(2)車がAの位置を通過する瞬間に、Aが聞く音の振動数とBが聞く音の振動数は同じであった。AとBの間の距離はいくらか。

(3)車が十分に離れた位置からAに近づき、通過し、十分に離れた場所まで遠ざかった。
この間に、A、Bが聞く音の振動数の時間変化を表すグラフを、それぞれ動画内①～⑥から選び番号で答えよ。

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長さ0.50m，質量0.10gの弦が，大きさ18Nの張力となるように，おもりを用いて張られている。次の各問に答えよ。 (1)弦の線密度は何kg/mか。 (2)弦を横波が伝わるとき，その速さは何m/sか。 (3)弦に基本振動の定常波が生じているとき，その振動数は何Hzか。