久留米大学物理2012年第2問
図2のように、移動可能な台の上に乗せられたおんさと、液面によって長さの変えられる気柱がある。気柱は移動しない。気柱の共鳴に関して、開口端補正は無視してよい。以下の問に答えなさい。

- 気柱の長さを0から少しずつ長く していったところL1で初めておんさの音による気柱の共鳴を観測した。次におんさの前方、距離Kの位置に壁を置いた。おんさのある位置でおんさの音を聞く実験をした。おんさをたたいてから時間t後に初めて壁で反射したおんさの音を聞いた。音の速さcはいくらか。おんさの発する音の波長λ、振動数fはいくらか。また、周囲の気温がTから、T′ (T′>T)になると共鳴する気柱の長さは、温度Tのときの気柱の長さL1に比べ、どのように変化するか。理由をつけて解答しなさい。ただし、おんさの振動数は温度によって変化しないものとする。
- 気温Tのとき、おんさの乗せられた台を壁に向かって移動させた。移動の速さを0からゆっくり増加させ、気柱はL1からその長さを長くして、常に共鳴状態を保つようにした。移動の速さがv0になったとき、速さを一定にし、共鳴する気柱の長さを測定したところ、L2であった。音の速さをc、静止時のおんさの発する音の振動数をfで表すとき、気柱の長さL2を求めなさい。また、気柱近くでうなりが観測された。うなりの観測される理由と1秒間当たりのうなりの数を答えなさい。