5.0mの開管における気柱の基本振動の振動数の求め方

本記事では、5.0mの開管における気柱の基本振動の振動数を求める方法について解説します。開口端補正は考慮しないものとし、基礎的な振動数を計算します。

1. 気柱の基本振動とは

気柱の振動は、開管の中で音波が反射し、共鳴が発生することによって生じます。開管の振動数は、管の長さや周囲の気圧、温度などの条件に依存します。基本振動は、最も低い音の周波数で、開管の中で音波が1回反射して戻ってくる状態です。

基本振動の振動数を求めるためには、以下の式を使用します。

f = (v / 2L)

ここで、fは振動数、vは音速、Lは管の長さです。

音速vは、温度や気圧によって変化しますが、常温（20℃）の標準条件下ではおおよそ343 m/sとされます。また、Lは問題で与えられた管の長さで、ここでは5.0mです。

音速v = 343 m/s、L = 5.0mとすると、基本振動の振動数は次のように計算できます。

f = (343 / (2 * 5.0)) = 34.3 Hz

このように、5.0mの開管における気柱の基本振動の振動数は約34.3Hzとなります。この計算方法は、開口端補正を考慮しない場合の基本的な求め方です。環境条件が異なる場合は、音速を調整して再計算することが重要です。