A, B, Cさんが一直線上に並んでおり、Aさんが鳴らした号砲の煙が見えてから音が聞こえるまでの時間が、Bさんは0.25秒、Cさんは1.00秒だった。この状況に関する以下の問いに答える問題です。 (1) 号砲の音が聞こえたのは、何が音の振動を伝えたためか。 (2) 号砲の煙が見えてから音が聞こえるまでに時間がかかったのはなぜか。 (3) 音が伝わった速さは何m/sか。 (4) AさんとBさんとの距離は何mか。 (5) Cさんが、校舎にはね返った号砲の音を聞くのは、煙が見えてから何秒後か。 (6) 実験器具に関する3つの質問(名称、現象名、救急車の音に関する現象名)

応用数学速さ距離時間物理
2025/8/5

1. 問題の内容

A, B, Cさんが一直線上に並んでおり、Aさんが鳴らした号砲の煙が見えてから音が聞こえるまでの時間が、Bさんは0.25秒、Cさんは1.00秒だった。この状況に関する以下の問いに答える問題です。
(1) 号砲の音が聞こえたのは、何が音の振動を伝えたためか。
(2) 号砲の煙が見えてから音が聞こえるまでに時間がかかったのはなぜか。
(3) 音が伝わった速さは何m/sか。
(4) AさんとBさんとの距離は何mか。
(5) Cさんが、校舎にはね返った号砲の音を聞くのは、煙が見えてから何秒後か。
(6) 実験器具に関する3つの質問(名称、現象名、救急車の音に関する現象名)

2. 解き方の手順

(1) 音は空気の振動によって伝わります。
(2) 煙が見えるのは光が届くからであり、音が聞こえるのは音波が届くからです。光の速さは音の速さよりも非常に速いため、煙が先に見え、その後音が聞こえます。
(3) AさんとCさんの距離は 136+255=391136 + 255 = 391 mです。音がこの距離を1.00秒で伝わるので、音の速さは 391/1.00=391391 / 1.00 = 391 m/sです。
(4) AさんとBさんとの距離は、音の速さ(391 m/s)にBさんが音を聞いた時間(0.25秒)をかければ求められます。したがって、距離は 391×0.25=97.75391 \times 0.25 = 97.75 mです。
(5) Cさんが校舎に跳ね返った音を聞くまでには、Cさんから校舎までの距離を音が往復する必要があります。図から校舎はAさんのそばにあると考えられるので、校舎からCさんまでの距離はほぼ391mです。往復の距離は 391×2=782391 \times 2 = 782 mとなり、音の速さは391 m/sなので、782/391=2782 / 391 = 2 秒かかります。したがって、煙が見えてから 1+2=31 + 2 = 3 秒後にCさんは跳ね返った音を聞きます。
(6)
① 実験器具の名称は音叉です。
② この現象は共鳴です。
③ サイレンを鳴らしながら救急車が目の前を通り過ぎるとき、近づいてくる間はサイレンの音はア:高く聞こえ、通り過ぎるとイ:低く聞こえる。
④ この現象はドップラー効果です。

3. 最終的な答え

(1) 空気の振動
(2) 光の速さが音の速さよりも速いため。
(3) 391 m/s
(4) 97.75 m
(5) 3 秒後
(6)
① 音叉
② 共鳴
③ a(ア)、b(イ)
④ ドップラー効果

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