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⚡ 音の速さ

音の速さ

音が伝わる速さは、音を伝える物の種類温度によって変わるよ。

(1)空気中での音の速さ

空気中を伝わる音の速さは気温によって変わるんだ。0℃のとき毎秒331mで、気温が1℃上がるごとに毎秒0.6mずつ速くなるよ。

空気中の音の秒速(m)= 331 + 0.6 × 気温(℃)

【例題】空気中を伝わる音の速さが毎秒346mのとき、気温は何℃?

→ (346 − 331)÷ 0.6 = 15 ÷ 0.6 = 25℃

(2)物質中での音の速さ

音は、空気より水、水より鉄の方が速く伝わるよ。つまり固体が一番速い!

空気(気体)毎秒 約340m水(液体)毎秒 約1500m鉄(固体)毎秒 約6000m
💡 熱・光・音音の秘密

音の速さ

音が伝わる速さは、音を伝える物の種類温度によって変わるよ。

(1)空気中での音の速さ

空気中を伝わる音の速さは気温によって変わるんだ。0℃のとき毎秒331mで、気温が1℃上がるごとに毎秒0.6mずつ速くなるよ。

空気中の音の秒速(m)= 331 + 0.6 × 気温(℃)

【例題】空気中を伝わる音の速さが毎秒346mのとき、気温は何℃?

→ (346 − 331)÷ 0.6 = 15 ÷ 0.6 = 25℃

(2)物質中での音の速さ

音は、空気より水、水より鉄の方が速く伝わるよ。つまり固体が一番速い!

空気(気体)毎秒 約340m水(液体)毎秒 約1500m鉄(固体)毎秒 約6000m

音の高さと大きさ

音は空気の振動(しんどう)が波のように伝わるもの。その波の形を見ると、音の高さや大きさの違いがわかるよ!

波形でくらべてみよう

🔔 高い音
波が細かい = 振動数が多い
🔔 低い音
波がゆるやか = 振動数が少ない
📢 大きい音
波が大きい = 振幅(しんぷく)が大
🔈 小さい音
波が小さい = 振幅が小

音の性質

音には、光と同じような性質や、音だけの特別な性質があるよ。

(1)反射(はんしゃ)と吸収(きゅうしゅう)

音は、金属(きんぞく)などのかたい物に当たると反射するよ。 スポンジなどのやわらかい物に当たると、反射するとともに一部が吸収されるんだ。 山びこは、山で音が反射している現象(げんしょう)だよ!

かたい壁(かべ)🧑音が進む →← 反射して戻る= やまびこ(山で音が反射!)

(2)共鳴(きょうめい)

同じ振動数の音を出すおんさを2つ並べて、一方のおんさを鳴らすと、もう一方のおんさも鳴り出す! この現象を共鳴というよ。

おんさA♪ 鳴らす音の波が伝わる →おんさB♪ 鳴り出す!

(3)回折(かいせつ)

まっすぐ進む光はさえぎる物があると進めないけど、音は物のかげに回り込むことができる! この現象を回折というよ。壁(かべ)の向こうから声が聞こえるのはこのおかげだね。

(4)ドップラー効果

救急車のサイレン音のように、音を出しながら近づいてくるときの音は高く聞こえ、 遠ざかっていくときの音は低く聞こえる現象をドップラー効果というよ。

なぜ起こるのかな?近づくとき、音の波が押しちぢめられて振動数が多く(=高く)なる。遠ざかるとき、音の波が引き伸ばされて振動数が少なく(=低く)なるんだ!

🧑🚑近づく → 高い音遠ざかる → 低い音

音の計算問題 ~追いつき算と出会い算~

ポイント①:音が反射して届くには、往復分(おうふくぶん)の時間がかかる!

ポイント②:音を聞く人が動いているとき…
 ・音と人が同じ方向に進む → 追いつき算(速さの差で割る)
 ・音と人が反対方向に進む → 出会い算(速さの和で割る)

追いつき算と出会い算の考え方

追いつき算では、人が音と同じ方向に進むので、音と人の速さのの分だけ近づくよ。 だから「距離(きょり)÷(音の速さ − 人の速さ)」で時間が求められるんだ。

出会い算では、人が音に向かって進むので、音と人の速さのの分だけ近づくよ。 だから「距離 ÷(音の速さ + 人の速さ)」で時間が求められるんだ。

追いつき算:時間 = 距離 ÷(音速 − 人の速さ)
出会い算:時間 = 距離 ÷(音速 + 人の速さ)

📝 例題:スピーカーと反射する板

スピーカー反射する板800m🧑A→ 毎秒20m🧑B音速: 毎秒340m毎秒20m→(板の移動)

スピーカーと、音を反射する板が800m離れています。音を反射する板の横にA君が、 スピーカーの横にB君がいます。スピーカーから音を出すと同時に、A君を乗せた板を 毎秒20mの速さで矢印の向きに動かしました。音速は毎秒340mとします。

A君に音が届くまで(追いつき算)
A君は音と同じ方向(板の方向)に毎秒20mで動いている。
音の速さ340m − A君の速さ20m = 差は毎秒320m
800 ÷ 320 = 2.5秒後

B君に反射音が届くまで(往復)
ポイント①より、音が反射して届くには往復分の時間がかかる。
2.5 × 2 = 5秒後

まちがえやすいポイント

✗ 音の速さは空気中が一番速い
✓ 固体が一番速い!空気(気体)が一番おそい
✗ 音が反射するのにかかる時間は片道分
✓ 往復分の時間がかかる!
✗ 救急車が近づくと音が低くなる
✓ 近づくと高く、遠ざかると低くなる(ドップラー効果)
✗ 追いつき算は速さの和で割る
✓ 追いつき算は差、出会い算は和で割る!
✗ 音の高さは振幅で決まる
✓ 高さは振動数、大きさは振幅で決まる!

入試によく出るQ&A

Q. ドップラー効果が起こる理由は?
A. 音源(おんげん)が近づくとき、音の波が前方に押しちぢめられて振動数が増え(=高い音に)、遠ざかるとき音の波が引き伸ばされて振動数が減る(=低い音に)から。
Q. 10秒間鳴らしたサイレンを、近づく人が聞くと何秒間に聞こえる?
A. 10秒より短くなる!音源と聞く人が近づきあうと、10秒分の音が短い時間に押しちぢめられて届くから。
Q. 10秒間鳴らしたサイレンを、遠ざかる人が聞くと何秒間に聞こえる?
A. 10秒より長くなる!遠ざかると、10秒分の音が引き伸ばされて長い時間かけて届くから。
Q. 音の速さは音源が動いても変わる?
A. 風がない空気中では、音の速さは音源が動いても変わらない!変わるのは振動数(聞こえる高さ)だけ。
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Q1 / 10
空気中を伝わる音の速さを求める公式はどれ?