GSO009 問題3
問題文
音叉の音が壁まで往復する間に
問題文
体育館のような広い場所では、壁で反射した音が少し遅れて戻ってくることがある。この現象を利用すると、音の速さを測ることができる。
ある実験で、壁から 27.6m 離れた位置で音を出し、その同じ位置で反射音を観測したところ、音を出してから 0.162s 後に反射音が届いた。
この場所で、振動数 512Hz の音叉を鳴らしたとき、この音の波長を求めよ。
音の速さ v、振動数 f、波長 λ の間には、
v=fλの関係がある。
制約
- 壁までの距離:27.6m
- 音を出してから反射音が同じ位置に届くまでの時間:0.162s
- 音叉の振動数:512Hz
- 音は壁までまっすぐ進み、同じ道筋を通って戻ってくるものとする
- 音の速さは途中で変化しないものとする
入力形式
波長 λ を、
λ=qpmと表す。
p と q は互いに素な自然数とする。p+q を入力せよ。
解説
音が進んだ距離を求める
0.162s は、音が壁に到着するまでの時間ではなく、壁まで行って同じ位置へ戻ってくるまでの時間です。
壁までの距離は 27.6m なので、音が進んだ距離は、
2×27.6m=55.2mです。
したがって、音の速さ v は、
v=0.162s55.2m=279200m/sとなります。
音の波長を求める
音の速さ、振動数、波長の間には、
v=fλの関係があります。
したがって、
λ=fvです。
振動数が 512Hz なので、
λ=512279200m=864575mとなります。
575 と 864 は互いに素なので、
p=575,q=864です。
よって、
p+q=1439となります。
したがって、入力すべき自然数は 1439 です。