【演習】ドップラー効果①

物理【波】第5講『ドップラー効果①』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。

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ドップラー効果① ドップラー効果という名前と現象は広く知られています。一番わかりやすいのが救急車のサイレン。近づいてくるときと通り過ぎたあとでは音の高さがちがって聞こえます。今回はドップラー効果が起こる理由について考えてみましょう。

問題

静止している観測者に向かって，音源が20m/sの速さで近づく。音源の振動数を800Hz,音速を340m/sとして以下の各問いに答えよ。

[Level.1]
このとき生じる現象について述べた次の文章のうち，正しいものをすべて選べ。
（ア）音源の前方と後方では音速が異なる。
（イ）音源の前方と後方では波長が異なる。
（ウ）音源が近づく間，観測者が聞く音の振動数は一定である。
（エ）音源が近づくにつれて，観測者が聞く音はだんだん高くなる。

[Level.2]
観測者が聞く音の振動数を求めよ。

[Level.3]
音源の前方の波長を求めよ。ただし，前問の結果を用いないこと。

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。