【演習】弦の固有振動

物理基礎【波】第18講『弦の固有振動』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

弦の固有振動ギターの弦を1本はじくだけなら，プロのギタリストでも素人でも同じ音が出ます。これは弦に固有振動が生じていることに他なりません。弦の固有振動の性質を調べてみましょう！...

問題

[Level.1]
両端を固定した長さ0.60mの弦に3倍振動が生じている。 この振動の波長と振動数はそれぞれいくらか。 ただし，弦を伝わる波の速さは1.0×10²m/sとする。

[Level.2]
弦の基本振動に関する次の文章のうち，正しいものをすべて選べ。
（ア）同じ材質ならば，弦が長いほど振動数は大きくなる
（イ）同じ材質ならば，弦が太いほど振動数は大きくなる
（ウ）同じ弦でも，張力が大きいほど振動数は大きくなる

[Level.3]
両端を固定した長さ1.2mの弦を弾いたところ，ある定常波が生じた。 この定常波の振動数が4.5×10²Hzであったとすると，腹の数は何個か。 ただし，弦を伝わる波の速さは1.8×10²m/sとする。

この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。

答え

[Level.1]
0.40m，2.5×10²Hz

[Level.2]
（ウ）

[Level.3]
6個