【高校物理】閉管:のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。(1) 気柱に生じている定常波の波… - 質問解決D.B.(データベース)

【高校物理】閉管:のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。(1) 気柱に生じている定常波の波…

問題文全文(内容文):
図のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
(1) 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
(2) 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
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問題文全文(内容文):
図のように、長さ15cmの閉管に3倍振動の定常波ができている。音速を3.4✕10^2m/sとし、開口端補正は無視できるものとして、次の各問に答えよ。
(1) 気柱に生じている定常波の波長はいくらか。
(2) 気柱から出ている音の振動数はいくらか。
投稿日:2025.11.03

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【限定公開】【過去問解説】2022年度獨協医科大学医学部 物理 大問2【医塾公式】

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問題文全文(内容文):
\(\boxed{2}\) 次の文章を読み、下の問1~4に答えなさい。〔解答番号 \(\boxed{1}\) ~ \(\boxed{4}\) 〕

図のように、水平面上に直線のレール\(\text{L}_1\)があり、\(\text{L}_1\)の左端Aには傾斜をつけた直線のレール\(\text{L}_2\)を鉛直面内でなめらかに接続し、\(\text{L}_1\)の右端Bには点Oを中心とする半径\(r\)の半円レール\(\text{L}_3\)を同一鉛直面内でなめらかに接続して、全体を動かないように固定する。ここで、水平面上の直線レール\(\text{L}_1\)上に、質量\(m\)の小球Pを置き、静止させておく。次に、直線レール\(\text{L}_2\)上で、水平面からの高さ\(h\)の位置に質量\(\alpha m\) (\(\alpha > 0\)) の小球Qを置いて静かに放す。小球P、Qとレール\(\text{L}_1\)、\(\text{L}_2\)、\(\text{L}_3\)の間に摩擦はなく、運動はレールを含む同一鉛直面内でのみ生じ、P、Qは\(\text{L}_3\)の端点Cまではレールから外れることはないものとする。小球Pと小球Qの間の反発係数(はねかえり係数)は\(\frac{1}{2}\)である。小球P、Qの大きさは無視でき、レール\(\text{L}_2\)は十分に長いものとし、空気抵抗も無視できるものとする。また、重力加速度の大きさを\(g\)とする。

レール\(\text{L}_2\)をすべり降りてきた小球Qが、水平面上のレール\(\text{L}_1\)に静止している小球Pと衝突した。衝突直後、小球Qは静止し、小球Pは右向きに速さ\(v_0\)で動き出した。

問1 小球Qの質量\(\alpha m\)の\(\alpha\)はいくらか。正しいものを、次の①~⑥のうちから一つ選びなさい。\(\alpha = \boxed{1}\)

① \(\frac{1}{4}\) ② \(\frac{1}{3}\) ③ \(\frac{1}{2}\) ④ \(1\) ⑤ \(\frac{3}{2}\) ⑥ \(2\)

小球Pはその後、半円レール\(\text{L}_3\)上をすべり上がり、\(\text{L}_3\)の端Cから飛び出して、レール\(\text{L}_1\)上で右端Bから\(4r\)離れた点Dに落下した。ただし、レール\(\text{L}_1\)の長さは\(4r\)より長いものとする。

問2 小球Pが端Cから飛び出す直前に、端Cでレール\(\text{L}_3\)から受ける垂直抗力の大きさ\(N_{\text{C}}\)はいくらか。正しいものを、次の①~⑥のうちから一つ選びなさい。\(N_{\text{C}} = \boxed{2}\)

① \(m\frac{v_0^2}{r}-mg\) ② \(m\frac{v_0^2}{r}+mg\) ③ \(m\frac{v_0^2}{r}-3mg\)
④ \(m\frac{v_0^2}{r}+3mg\) ⑤ \(m\frac{v_0^2}{r}-5mg\) ⑥ \(m\frac{v_0^2}{r}+5mg\)

問3 小球Pがレール\(\text{L}_3\)から離れることなく端Cに到達して飛び出すために必要な高さ\(h\)の値の最小値\(h_{\min}\)はいくらか。正しいものを、次の①~⑥のうちから一つ選びなさい。\(h_{\min} = \boxed{3}\)

① \(3r\) ② \(4r\) ③ \(5r\) ④ \(6r\) ⑤ \(9r\) ⑥ \(10r\)

問4 小球Pが点Dに落下したことから、小球Qを放した高さ\(h\)が決定される。このときの高さ\(h\)はいくらか。正しいものを、次の①~⑥のうちから一つ選びなさい。\(h = \boxed{4}\)

① \(4r\) ② \(8r\) ③ \(10r\) ④ \(12r\) ⑤ \(16r\) ⑥ \(18r\)
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【過去問解説】2023年度獨協医科大学医学部 物理 大問1【医塾公式】

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問題文全文(内容文):
問1 次の文章中の空欄 $\boxed{\text{ア}}$、$\boxed{\text{イ}}$ に入る式の組合せとして正しいものを、下の①〜⑥のうちから一つ選びなさい。(図と選択肢は動画内参照)

図1のように、$x$ 軸上を運動する物体 $A$、$B$ があり、時刻 $t=0$ に $A$ は $x=0$ の位置から、$B$ は $x=d$($d>0$)の位置から同時に運動を開始した。図2、3は、それぞれ時刻 $t$ と物体 $A$ の速度 $v_A$、時刻 $t$ と物体 $B$ の速度 $v_B$ の関係を示したグラフである。グラフは時刻 $t=0$ から時刻 $t=8t_0$($t_0>0$)の間を示しており、物体 $A$ の最大の速さは $2v_0$($v_0>0$)、物体 $B$ の最大の速さは $v_0$ である。$x$ 軸の正の向きを速度の正の向きとし、物体 $A$、$B$ の大きさは無視できるものとする。
時刻 $t=0$ から時刻 $t=8t_0$ の間で、物体 $A$ が $x=d$ の位置を通過する瞬間に物体 $B$ に最も接近した。物体 $A$ が物体 $B$ に最も接近した時刻は $t=\boxed{\text{ア}}$ であり、この瞬間の $A$ と $B$ の間の距離は $\boxed{\text{イ}}$ である。

問2 次の文章中の空欄 $\boxed{\text{ア}}$ ~ $\boxed{\text{ウ}}$ に入る式または数値の組合せとして正しいものを、下の①〜⑥のうちから一つ選びなさい。(図と選択肢は動画内参照)

なめらかに動くピストンの付いたシリンダー内に理想気体を封入し、圧力 $p$ を縦軸に、体積 $V$ を横軸にとった $p$-$V$ グラフ上で、理想気体を圧力 $2p_0$、体積 $V_0$、温度 $T_0$ の状態 $A$ から、圧力 $p_0$、体積 $2V_0$、温度 $T_0$ の状態 $B$ に直線的にゆっくりと変化させた。この変化では理想気体の温度は $T_0$ よりいったん上昇し、その後下降して再び $T_0$ に戻る。この間の最大の温度 $T_{\max}$ を求めてみよう。
$AB$ 間の任意の状態 $C$ の圧力を $p$、体積を $V$、温度を $T$ とする。このとき、グラフ上で直線的な変化をするので、$p=-\frac{p_0}{V_0}V+\boxed{\text{ア}}$であり、$T$ は $V$ の関数として、$T=-\frac{T_0}{V_0^2}V\times\boxed{\text{イ}}$ と表される。したがって、この関係式より、最大の温度 $T_{\max}$ は $T_{\max}=\boxed{\text{ウ}}\times T_0$となる。

問3 次の文章中の空欄 $\boxed{\text{ア}}$、$\boxed{\text{イ}}$ に入る式の組合せとして最も適したものを、下の①〜⑥のうちから一つ選びなさい。(図と選択肢は動画内参照)

周期 $T$ の波を発する波源 $S$ が水面上を一定の速さ $v$ で運動している。この速さ $v$ が水面を伝わる波の速さ $V$ よりも大きいとき、図5のような波面(衝撃波)が生じる。波源 $S$ が運動している方向とこの衝撃波がなす角度を $\theta$ とし、水面を伝わる波の速さ $V$ は一定で変化しないものとする。
波源 $S$ の時刻 $0$ のときの位置を点 $S_0$、時刻 $T$ のときの位置を点 $S_1$ とする。時刻 $0$ から $T$ の間に、点 $S_0$ で波源 $S$ から出た波は半径 $VT$ の円周上に達し、$S$ は $vT$ だけ移動するので、角度 $\theta$ は $\sin\theta=\boxed{\text{ア}}$ を満たす。
ここで、点 $S_0$ から運動方向と角度 $\alpha$ をなす方向の十分に遠い位置にある点 $P$ に到達する波を考える。点 $S_0$ で波源 $S$ から出た波が点 $P$ に到達する時刻を $t_0$、点 $S_1$ で $S$ から出た波が点 $P$ に到達する時刻を $t_1$ とする。点 $P$ は点 $S_0$ と点 $S_1$ から十分に遠い位置にあるので、$\overline{S_0P}-\overline{S_1P}\simeq \overline{S_0S_1}\cos\alpha$ と近似できる。
このとき、$t_1-t_0=T\left(1-\boxed{\text{イ}}\right)$ となる。この式より波源 $S$ の速さが水面を伝わる波の速さより大きい場合、点 $P$ の位置によっては、点 $S_0$ で波源 $S$ から出た波が到達した後に、点 $S_1$ で $S$ から出た波が到達するとは限らなくなる。

問4 次の文章中の空欄 $\boxed{\text{ア}}$ ~ $\boxed{\text{ウ}}$ に入る数値の組合せとして正しいものを、下の①〜⑧のうちから一つ選びなさい。(図と選択肢は動画内参照)

図6のように、抵抗値 $4\,\Omega$ の電気抵抗 $R$、コイル $L$、コンデンサー $C$ を直列に接続し、角周波数が $\omega\,[\mathrm{rad/s}]$ で実効値 $100\,\mathrm{V}$ の交流電源 $E$ に接続したところ、コイル $L$ の誘導リアクタンスは $6\,\Omega$ であった。交流電源 $E$ の内部抵抗および回路内の導線の抵抗は無視できるものとし、回路を流れる電流による磁場も無視できるものとする。
この回路には電源電圧より位相が $\delta$($\delta>0$)だけ遅れた実効値 $20\,\mathrm{A}$ の交流電流が流れた。このときの回路のインピーダンスは $\boxed{\text{ア}}\,\Omega$ であり、$\tan\delta=\boxed{\text{イ}}$ である。
角周波数を $\omega_0\,[\mathrm{rad/s}]$ にすると、回路のインピーダンスが最小になり、回路には最大の電流が流れるようになった。この角周波数は $\omega_0=\boxed{\text{ウ}}\times\omega\,[\mathrm{rad/s}]$ である。
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【高校物理】地球の公転運動:地球の公転は,太陽を中心とした等速円運動と考えることができ,その周期をT,半径をRとする。このとき,地球の角速度,速さ,向心加速度(太陽に向かう加速度)の大きさをそれぞれ…

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教材: #中高教材#セミナー物理基礎・物理
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問題文全文(内容文):
地球の公転は,太陽を中心とした等速円運動と考えることができ,その周期をT,半径をRとする。このとき,地球の角速度,速さ,向心加速度(太陽に向かう加速度)の大きさをそれぞれ求めよ。
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【高校物理】電位:図の回路において、Eは内部抵抗の無視できる起電力100Vの電池であり、それぞれの抵抗は、R₁=20Ω、R₂=30Ω、R₃=50Ω、R₄=100Ω である。 Sはスイッチを表し…

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単元: #物理#電気#理科(高校生)
教材: #中高教材#セミナー物理基礎・物理
指導講師: 理数個別チャンネル
問題文全文(内容文):
図の回路において、Eは内部抵抗の無視できる起電力100Vの電池であり、
それぞれの抵抗は、R₁=20Ω、R₂=30Ω、R₃=50Ω、R₄=100Ω である。 Sはスイッチを表し、Gは接地されている。
(1) スイッチSが開いているとき、点A、 B、 C、 D の電位はそれぞれいくらか。
(2) スイッチSが閉じているとき、点A、 B、 C、 D の電位はそれぞれいくらか。
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【物理基礎】バットの力積の問題・イメージで解け!

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指導講師: カサニマロ【べんとう・ふきのとうの授業動画】
問題文全文(内容文):
【物理基礎】バットの力積の問題・イメージでの解説動画です
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ボールがバットから受けた力積の大きさを求めよ。
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