💡 ヒント:気柱の圧力変化

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

気柱の中に定在波ができると、空気は2つの動きをします:

大事なのは「変位の腹」と「圧力の腹」がずれていること。変位が動かない場所(節)では、左右から空気が押し合うので圧力が大きく変わります。逆に変位が大きい場所(腹)では、空気がそろって動くので圧力はあまり変わりません。

✏️ 求めるもの

気柱内の圧力変化が最大になる位置と、変位(節・腹)との位置関係。

🔬 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. 変位の波形を描く:閉端=節、開端=腹(または問題の境界条件に従う)
  2. 圧力波形は \(\lambda/4\) ずらす:変位の節を圧力の腹に置き換える
  3. 圧力最大の位置:変位が動かない(節の)場所
  4. 定性的に納得:「動かない場所では左右から押し合いへし合いが起きる」とイメージ
注意

「変位最大=圧力最大」と勘違いしやすいが、実は。変位の腹(よく振動する場所)では空気がそろって動くので圧力はあまり変わらない。変位の節(動かない場所)こそ圧力変化が最大。