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【演習問題】円筒内の気柱振動

2026年2月20日

羽白いむ

東京大学医学部医学科卒現役医師
東大指導専門塾鉄緑会物理・数学科元講師
物理基礎のトリセツ著者
数学のトリセツ共著者

問題

振動数が $440\Hz$ の音叉がある。この音叉を円筒の上端付近で鳴らす実験を行う。円筒の上端から水面までの距離を $l\m$ とし，$l=0\m$ から徐々に水面を下げていくものとする。はじめ，$l=0.10\m$ のところで共鳴が観測された。さらに水面を下げていくと，次に $l=0.48\m$ のところで共鳴が観測された。以下の問いに答えよ。

物理387

音速 $V\ms$ を求めよ。

開口端補正 $\varDelta L\m$ を求めよ。

さらに水面を下げていき，$l=0.48\m$ の次に共鳴が観測されるときの $l\m$ を求めよ。

(3)において共鳴が観測された位置で水面を固定する。振動数が $440\Hz$ より小さい $f\mskip 2mu\prime \Hz$ である音叉を円筒の上端付近で鳴らすと，共鳴が観測された。この音叉の振動数として考えられる値を全て答えよ。

解答

$330\ms$

$0.090\m$

$0.86\m$

$88,\,260\Hz$

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羽白いむ

東京大学医学部医学科卒現役医師
東大指導専門塾鉄緑会物理・数学科元講師
物理基礎のトリセツ著者
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