解説『物理 重要問題集』79 弦の振動 (帯広畜産大 改)

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次の本の問題の解説で特にわかりづらい部分や
大切な部分を補足していきます.
物理重要問題集 2015―物理基礎・物理

勉強法として自学自習・独学・脳内授業をお勧めしています.
また見ていない方は次のページや
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『物理重要問題集 2015―物理基礎・物理』は
「内容はいいのに解説が少ない」という評判なので,
ここではその解説部分を補充する形でやっていきます.

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解説『物理 重要問題集』79 弦の振動 (帯広畜産大 改)

解説

(4)

何が変わって何が変わらないのか, 変数の関係式が何かに着目する.

  • おもりが変わらないから, 弦を伝わる波の速さ \(v = \sqrt{S / \rho}\) は変わらない.
  • 速さと波長から振動数が決まる: この関係式は定義なので変わらない.
  • \(l\) が変わるから, それに合わせて波長も変わる.

こううるさく書いたが, 結局のところは楽器の音の高さが決まる原理だ.
バイオリン系 (?) の楽器で言うと,
大きいコントラバスは音が低く,
チェロ, ビオラ, バイオリンの順で小さくなり, 音も低くなるのと同じ.
正確に言うと弦が短かくなるのが効いている.
もちろん笛でもそうで,
フルートよりもピッコロの方が音が高い.
こういう楽器のことを知っていれば自明の答えであって,
それの理論的バックグラウンドを問われている.

(6)

これは張力を変えれば音の高さが変わるという話で,
バイオリン, ギター, 三味線など弦楽器のチューニングで
上についているねじのような部分をいじる部分をイメージすればいい.

(7)

物理量の定義に関する問題.
この手の思考は大学に入ってから物理を使うどんな学問でも使う.
今から身につけておいて損はないし, 実際に受験でも問われる.
こういうのが物理の思考法で覚えておくべきパターンだ.
単に覚えるだけではなく, 慣れること, 使いこなせるようになることが 1 番大切.

最後に: 気軽に質問してください

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