💡 ヒント:弦の振動(応用)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

弦に張力をかけて振動させたとき、波の速さは張力と線密度で決まります:\(v = \sqrt{S/\rho}\)。

張力は滑車を介してぶら下げたおもりの重さ \(S = mg\) で与えられます。おもりの質量を変えると張力が変わり、振動数も変わります。

✏️ 求めるもの

(1) 弦を伝わる波の速さ、(2) 共鳴のための張力 \(S\) の具体値。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 速さ:\(v = 2Lf/n\) で計算(\(n\) は腹の数)
  2. (2) 張力:\(S = \rho v^2\)。おもりの質量なら \(m = S/g\)
  3. 単位確認:\(\rho\) は〔kg/m〕、\(v\) は〔m/s〕、\(S\) は〔N〕
注意

線密度 \(\rho\) の単位は \([\mathrm{kg/m}]\)。弦全体の質量ではなく、単位長さあたりの質量。問題で弦の全質量と全長が与えられる場合は先に計算する。