第38回 臨床工学技士国家試験 午前 第84問
医用機械工学第38回午前
第38回 臨床工学技士国家試験 午前 第84問(医用機械工学)の正答は 4 です。ドップラー効果で、静止観測者に音源が速さvで接近するとき、観測振動数 f' = f × c/(c−v)。
問題
静止した観測者に音源がまっすぐに接近している。音源の振動数の10% 高い音が観測者に聞こえたとき、音源が近づく速さ[km/h]に最も近いのはどれか。 ただし、音速を340 m/s とする。
- 1. 80
- 2. 90
- 3. 100
- 4. 110 ✓
- 5. 120
正答:4番
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解説
■ 正答:4番 — 110
ドップラー効果で、静止観測者に音源が速さvで接近するとき、観測振動数 f' = f × c/(c−v)。10%高い(f'/f=1.1)より 1.1 = 340/(340−v)、v ≒ 30.9 m/s ≒ 111 km/h。最も近いのは110で4番。
【各選択肢の解説】
計算:
・f'/f = c/(c−v) = 1.1
・340 − v = 340/1.1 ≒ 309.1
・v ≒ 30.9 m/s
・km/h換算:30.9 × 3.6 ≒ 111 km/h
1. 80/2. 90/3. 100 ❌ 誤り。
4. 110 ✅ 正しい。約111km/hで最も近い。
5. 120 ❌ 誤り。
【試験対策ポイント】
ドップラー効果(音源が動く):接近 f' = f・c/(c−v)(高くなる)、遠ざかる f' = f・c/(c+v)(低くなる)。m/s→km/hは×3.6。超音波ドプラ血流計測の原理でもある頻出テーマ。
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