理科ラボ

物理基礎|波(3)音の性質

音の速さは空気で決まり、高さでは変わらない

この教材のために作ったオリジナル問題です。

答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。

問1選んで答える

気温 25 ℃ のときの空気中の音速は?(v = 331.5 + 0.6t)

答えと解説

正解:約 347 m/s

v = 331.5 + 0.6 × 25 = 331.5 + 15 = 346.5 ≒ 347 m/s。

問2選んで答える

音速 340 m/s のとき、振動数 680 Hz の音の波長は?

答えと解説

正解:0.50 m

λ = v / f = 340 ÷ 680 = 0.50 m。

問3選んで答える

440 Hz のおんさと、別のおんさを同時に鳴らすと、1 秒間に 3 回うなりが聞こえた。別のおんさの振動数として正しいのは?

答えと解説

正解:443 Hz または 437 Hz

うなりの回数 = |440 − f| = 3 より f = 443 Hz または 437 Hz。

問4選んで答える

かみなりが光ってから 3.0 秒後に音が聞こえた。かみなりまでの距離は?(音速 340 m/s、光は一瞬で届くとする)

答えと解説

正解:約 1000 m

距離 = 340 × 3.0 = 1020 ≒ 1000 m。

問5考えてから見る

遠くのオーケストラの音が、高い音と低い音でばらばらに届かないのはなぜか説明しよう。

答えと解説

音の速さは空気(気温など)で決まり、振動数(音の高さ)によらないから。高い音も低い音も同じ速さで伝わるので、同時に出た音は同時に届く。高い音は波長が短いだけ。

自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう

  • 音速は媒質(空気)で決まると書いている
  • 振動数(高さ)によらず同じ速さと書いている