問題 3
静止した音源が静止空気中で の音を出し、音速は である。観測者は一定速度 で音源へ直進し、風や音源の運動はない。 (a) 第1の物理量を求めよ。(b) 第2の物理量を求めよ。(c) 最終結果を求め、単位を確認せよ。 (a) 空気中の音波 (a) 空気中の音波長。(b) 観測周波数。(c) ドップラー式の符号を説明し、結果が より大きいことを確認せよ。 すべての量は問題文で指定された理想化の範囲内で扱い、必要な相互作用だけを考える。求めた値は記号式と数値の両方で示し、結果の方向、符号、単位が設定と一致することを確かめる。各小問では直前の関係式を利用し、独立した近似を追加しない。 変数の単位は式の両辺で一致しなければならない。途中で得た中間量も次の設問の条件に使い、最終答では記号間の関係と数値の意味が判別できる形で示す。 また、複数の法則を使う場合は各段階で成立条件を保ち、不要な未知量を残さないよう式を整理する。数値解だけでなく、求めた値が示す物理的意味も答えに含める。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
この式は系を支配する物理法則を表す。関係する量を独立として扱わず、問題文の拘束条件を反映している。
problems.proof.pitfall. 正方向と物理状況の符号に注意する。異なる運動や配置に対する式をそのまま使ってはならない。