質量Mの少女

問3　一人の少女が絶望のさなか首を吊っているにもかかわらず、救急車は横の道路を通り過ぎて行った。音速を v[m/s] ,救急車の速度を V[m/s] ,救急車のサイレン音の振動数を f[Hz] とする。首を吊っている少女と彼女がかつて集団リンチを受けた空き地を結んだ直線と、救急車の進行方向のなす角をθ[rad] とする。救急車が空き地の前で出した音を少女が聞いた時の振動数 f'[Hz] を次の①〜⑥のうちから一つ選べ。なお、この時はまだ少女の意識はあるものとする。

問4 以下は、ある生徒たちの会話である。

ユウスケ：
白峯綾乃ちゃんが生き永らえたのは、亡くなる前に縄をくくっていた柱が折れてしまったからなんだよね。
モモエ：
せっかく楽になれるところだったのに・・・
白峯綾乃ちゃんの部屋の天井の柱は両端固定で、白峯綾乃ちゃんが首を吊ったのは柱のちょうど真ん中だったね。

ユウスケ：
材料力学の知見から、両端固定の柱の中央に荷重 W[N] が加わった時、荷重位置でのたわみ量 δ[m] は柱の長さを L[m] ,ヤング率を E[Pa] ,断面二次モーメントを I[m^4] とすると、δ= WL^3/192EI になるよ。すると、あの日柱が破断に至る寸前のたわみ量をδ'[m]とおけば、柱が折れないための荷重Wの条件は、
W＜192EIδ’/L^3となるね。
モモエ：
あ、そうか。ということは、ここから同じ条件で自殺を遂行するための白峯綾乃ちゃんの質量 M[kg] の条件、M ＜ □ が導けるね。
ユウスケ：
白峯綾乃ちゃんの部屋には、同じ材質の両端固定の柱があと3本あるよ。次にやるときは無事に成功するといいね!