問4 図のように，弦にできる定常波（定在波）を調べる装置で実験を行った。振動装置…
問1 ～問4 に答えよ。
問4 図のように，弦にできる定常波（定在波）を調べる装置で実験を行った。振動装置の振動数 を660 Hz にすると，3 倍振動の定常波が現れた。次に振動装置の振動数だけを変化させて， 基本振動の定常波を発生させるためには，振動数を何Hz にすればよいか。下の1 ～5 のう ちから一つ選べ。
振動装置
- 1 220660÷3＝220 Hzで、基本振動の振動数になります。
- 2 330660の半分にあたり、3で割った値ではありません。
- 3 440220の2倍で、2倍振動の振動数です。
- 4 550220の2.5倍にあたり、この弦の定常波の振動数ではありません。
- 5 1320660を2倍した値で、振動数を下げる向きになっていません。
解説
正解は1の220 Hzです。弦の長さと張力が変わらなければ、3倍振動の振動数は基本振動の振動数のちょうど3倍になります。3倍振動が660 Hzなので、基本振動の振動数は660÷3＝220 Hzと求められます。何倍振動かは弦にできる定常波の腹の数で決まり、腹が1つなら基本振動、3つなら3倍振動です。3の440は2倍振動の振動数ですので注意しましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00007.htm）を加工して作成