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【高校入試理科】音の速さ計算と波形を完全攻略!マックス流の比の魔法

高校入試対策 理科 ストーリーシリーズ
音の速さは、「比」で1発攻略!
音の正体が一本で分かる!

みんな、勉強お疲れ様!
合格屋マックスのブログへようこそ。

前回の「光」に続いて、今回は「音」の単元を攻略するよ。

「ヘルツ(Hz)って何? 意味不明…」
「波のグラフ、全部同じに見えるんだけど!」

そんな悩みを持っている受験生、多いよね。
でも大丈夫。音の単元は、「タテとヨコ」を見るだけで全部解けるようになるんだ。

今回も、
理科が苦手な中3男子 ゆうと 👦
理科クイーン あかり 👩
の二人と一緒に、伝説の解法「マックス流」で音をマスターしていこう!


目次

1. 音の正体は「ブルブル」だ!

ゆうと 👦
「あかりー、今回の模試、『音』の問題でやらかしたわ。
音って目に見えないから、イメージ湧かないんだよな…」

あかり 👩
「また?(笑) でも確かに音は見えないけど、正体は単純よ。
ゆうと、自分の喉(のど)を触りながら『あー』って言ってみて」

ゆうと 👦
「え? 『あーーー』……うわ、めっちゃ震えてる!」

あかり 👩
「そうでしょ?
音の正体は『物体の振動(震え)』なの。
太鼓を叩いた時も、ギターの弦も、空気も、みんな震えてるから音が聞こえるのよ」

ゆうと 👦
「なるほど。震えが止まれば、音も消えるってことか」

あかり 👩
「その通り! まずは『音=振動』。これがスタートライン!」


2. 波形を攻略せよ!「タテ」と「ヨコ」の法則

ゆうと 👦
「振動なのは分かったけどさ、問題はこのウネウネしたグラフ(波形)だよ。
『大きい音』とか『高い音』とか、図を見て答えろって言われても、どっちがどっちだか…」

あかり 👩
「そこが一番の得点源よ!
波の形は、『タテ』『ヨコ』を別々に見るのがコツなの」

① 音の大きさ = 波の「タテ」の高さ

あかり 👩
「まず、音の大きさ(大小)。これは波の『高さ(振幅)』を見るの」

  • 波が高い(タテにでかい) ➡ 大きい音! 📢
  • 波が低い(タテに小さい) ➡ 小さい音… 🤫

ゆうと 👦
「おお、これは直感的だな。
タテにデカい波は、パワーがあってうるさい!って感じか」

② 音の高さ = 波の「ヨコ」の混雑具合

あかり 👩
「次に、音の高さ(高低)。これは波の『数(振動数)』を見るの」

  • 波がギチギチに詰まってる(数が多い) ➡ 高い音! 🎻
  • 波がゆったりスカスカ(数が少ない) ➡ 低い音… 🦁

ゆうと 👦
「波がいっぱいあると、高い音?」

あかり 👩
「そう。振動数(ヘルツ)が多いってことだからね。
『細かい波は、キンキン高い音!』
『ゆったり波は、ズーンと低い音!』
ってイメージして!」

ゆうと 👦
「なるほど!
タテはボリューム(音量)、ヨコは音程(ドレミ)ってことだな!」

3. 計算の罠!公式なんて捨てる「マックス流・比の魔法」

ゆうと 👦
「波の見方は分かった!
でもさ、計算問題もあるじゃん? 音の速さを求めるやつ。
俺、『み・は・じ』の公式使うと、どっちで割るのか分かんなくなるんだよな…」

あかり 👩
「ゆうと、無理して公式を使おうとするから間違えるのよ。
そんな時は、『比(ひ)』を使えばいいの!」

ゆうと 👦
「比? 数学の 

1:2

 みたいなやつ?」

あかり 👩
「そう!
問題文に『秒速 340m』って書いてあったら、どういう意味?」

ゆうと 👦
「えっと、1秒で 340m 進むってことだろ?」

あかり 👩
「正解。じゃあ、『3秒で何メートル進みますか?』って聞かれたら、こう並べるだけ!」

1秒 : 340m = 3秒 : x m

あかり 👩
「左側が 1 から 3 に 3倍 になってるでしょ?
だから右側も 3倍 するだけ!」

ゆうと 👦
「340×3
  で…… 1020m
えっ、これだけ? 公式いらないじゃん!」

あかり 👩
「でしょ? 『1秒で〇〇m』と並べるだけだから、絶対にミスのしようがないの。
ただし、一つだけ注意点があるわ」

ゆうと 👦
「あ、『やまびこ』だろ? 音が返ってくるやつ」

あかり 👩
「そう。やまびこは『往復』してるから、距離が2倍になっちゃってるの。
だから、比で計算した後に、必ず『2で割る(半額にする)』のを忘れないでね!」

ゆうと 👦
「オッケー!
『比で並べて計算して、やまびこなら最後に半分!』
これなら俺でも解けるわ!」


第2部:先生から「ここだけは押さえろ!」マックス流・最強まとめ

ストーリーで音の正体はつかめたかな?
ここからは、テスト直前に「ここだけ見れば点が取れる」という重要ポイントをまとめるぞ。

この画面をスクショして、試験直前にお守りにしてくれ!

① 音の大小・高低は「タテ・ヨコ」で見ろ!

波のグラフ(オシロスコープ)が出たら、一点集中だ!

(ここに画像を入れる:波のグラフに赤矢印で「タテ=音の大きさ」「ヨコ=音の高さ」と書き込んだ手書き風図解)

  • 音の大きさ ➡ タテを見る!(振幅)
    • 山が高い = 大きい! 📢
    • 山が低い = 小さい… 🤫
  • 音の高さ ➡ ヨコを見る!(振動数)
    • 波が細かい(いっぱいある) = 高い! 🎻
    • 波がゆるやか(少ない) = 低い… 🦁

② 計算は「公式」より「比」を使え!

「速さの公式」でミスする人は、これを使え!
「1秒で〇〇m進む」という事実を並べるだけだ。

【★マックス流・比の計算術】

例えば「秒速340mで、3秒進んだら?」

1秒 : 340m = 3秒 : xm

(時間が3倍だから、距離も3倍!)

(ここに画像を入れる:「1 : 340 = 3 : x」という式と、矢印で「×3」と書いたメモ書き風の画像)

③ 「やまびこ」は距離が2倍になっている!

船のソナーや、山に向かって叫ぶ問題が出たら注意だ。
音は「行って、帰って」きている。

  • 鉄則: 計算して出た距離を、最後に 2で割る!

「やまびこは半額セール!」 と覚えよう。


第3部:引っかかり厳禁!○×チェック

入試でみんながよく引っかかる「落とし穴」を用意したぞ。
タップして答えを確認しよう!

Q1.真空中(空気のない宇宙空間など)でも、音は伝わる。

【答え】 ×
(解説)
音の正体は「物の振動」だ!
伝える相手(空気などの物質)がいない真空中では、振動が伝わらないから音は聞こえないぞ。
(スター・ウォーズの宇宙での爆発音は、実は科学的には聞こえないんだ!)

Q2.波のグラフで、波の数が少なくなると、音は「小さく」なる。

【答え】 ×
(解説)
ひっかかったな!
波の「数(ヨコ)」は「音の高さ」だ。
数が少ない(スカスカ)なら、音は
「低く」なるのが正解。
「大きさ」が変わるのは、波の「高さ(タテ)」が変わった時だぞ。

Q3.「雷が光ってから2秒後に音が聞こえた」この時の距離は、比を使って求められる。

【答え】 〇
(解説)
音が秒速340mなら、
1秒:340m = 2秒:x m

で計算すればOK。光の速さは一瞬だから無視していいぞ。

第4部:入試レベル!確認問題にチャレンジ

さあ、最後は実践だ!
マックス流を使えば、計算問題も怖くないはずだ。

【問題】
(1) 次のア~エのうち、最も「高い音」が出ている波形はどれか。
(※すべて横軸の時間は同じとする)
(ここに画像を入れる:
ア:波が高くて、数が少ない
イ:波が低くて、数が少ない
ウ:波が高くて、数が多い
エ:波が低くて、数が多い
という4つの波形図)
(2) 船から海底に向かって音を出したところ、4秒後に音が返ってきた。海中の音の速さを秒速1500mとすると、海底までの深さは何mか。

【解答と解説】

(1) 答え:ウ と エ
<マックス流解説>
「高い音」と言われたら、見るのは「ヨコ(数)」だ!
ア~エの中で、波がギチギチに詰まっていて「数が多い」のは、ウと
エだね。
(ちなみに、一番「大きい音」なら、タテが高い ア と ウ になるぞ)

(2) 答え:3000m
<マックス流解説>
公式は忘れて、「比」で並べよう!
海の中では、1秒で1500m進む。それが4秒間だ。

1秒 : 1500m = 4秒 : x m

1×x=1500×4=6000m

ここで終わったらアウト!
「返ってきた」ということは「やまびこ(往復)」だ!
6000mは往復の距離だから、最後に
半額にするぞ。

 6000÷2=3000m

答えは 3000m だ!


最後に先生から

お疲れ様!
音の単元は、「波の形を見る目」「比の計算」さえあれば、確実に得点できるボーナスステージだ。

特に計算問題は、焦って公式を思い出そうとするより、
「1秒でこれだけ進むんだから…」と落ち着いて比べる方が、絶対に間違えないぞ。

この調子で、入試本番も自信を持って解いてくれ!

次回は「力と圧力」の世界!
「圧力の計算で割り算を逆にしてしまう…」そんな悩みも、あるイメージで一発解決!?
お楽しみに!

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合格屋Max

「塾に行くのが楽しい❣」と評判の合格屋マックスです。
宮城野区幸町、鶴ケ谷、近所の公立中学校の子たちが楽しく通っています。2年連続合格率100%。毎年、在籍生全員が自己最高順位を更新。「家ではできない」「勉強の仕方がわからない」から、勉強が「できる」「好きになる」に成長⤴ 「第二の家」とは卒業生たちの言葉です。

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