解説『物理 重要問題集』73 正弦波の波形 (2014 愛知教育大)

この記事は2分で読めます

中高の数学の復習から専門的な数学・物理までいろいろな情報を発信しています.
中高数学に関しては中高数学駆け込み寺,
大学数学に関しては現代数学観光ツアーという無料の通信講座があります.
ご興味のある方はぜひお気軽にご登録ください!


次の本の問題の解説で特にわかりづらい部分や
大切な部分を補足していきます.
物理重要問題集 2015―物理基礎・物理

勉強法として自学自習・独学・脳内授業をお勧めしています.
また見ていない方は次のページや
Kindle にまとめた書籍を参考にしてください.

『物理重要問題集 2015―物理基礎・物理』は
「内容はいいのに解説が少ない」という評判なので,
ここではその解説部分を補充する形でやっていきます.

どうしても達成したいことがある,
受験に成功することで人生を変えたい,
自信を持てるように自分自身を鍛えたい,
自分が望む未来に向かって突き進みたい,
そんな自分の可能性を信じる人に向けたメルマガを発行しています.

解説『物理 重要問題集』73 正弦波の波形 (2014 愛知教育大)

問題

周期 T [s], 波長 λ [m], 振幅 Y [m] の正弦波が,
x 軸にそって正の向きに進んでいる.
図 1 は時刻 t=0 における位置 x [m] 0 での変位 y [m] (波形) を示しており,
A から M は等間隔の媒質の位置を表す.
次の問いに答えよ.

(1) 正弦波の振動数 f [Hz] と波の進む速さ v [m/s] を, それぞれ求めよ.

(2) 図 1 の正弦波に関する次の (a)-(d) に当てはまるものをそれぞれ, 位置 A から M の中から全て答えよ.

(a) 媒質の振動の速度が 0 である位置.

(b) 媒質の振動の速度が y 軸の正の向きに最大である位置.

(c) 媒質の振動状態が E と同位相である位置.

(d) 媒質の振動状態が E と逆位相である位置.

x=0 の位置に壁があり, x 軸にそって進んできた波は壁で完全に反射される.
壁で固定端反射される場合について, 次の問いに答えよ.

(3) 時刻 t=138T における入射波の波形を図 2 に実線でかけ.
また, このとき x 軸の負の方向に進む反射波の波形を図 2 に点線でかけ.

(4) 入射波と反射波が重なりあってできた合成波に関する次の (a)-(d) に当てはまるものをそれぞれ,
位置 A から M の中から全て答えよ.

(a) 媒質に変位が常に E と等しい位置.

(b) 媒質の変位を逆向きにすると常に E と等しくなる位置.

(c) 媒質の変位が常に 0 である位置.

(d) 媒質の振動の振幅が最大である位置.

x=0 の壁で自由端反射する場合について次の問いに答えよ.

(5) 時刻 t=74T での x 軸の負の方向に進む入射波と反射が重なりあってできた合成波を図 3 に実線でかけ.

解説

全体の注意

問題文に 1 目盛の長さが具体的に書かれていないが,
頭の中で考える分には 1 目盛 1 m のように適当に決めてしまってもいい.

(2) (a)

速度 0 の状態をイメージするには単振動を考えるといい.

最後に: 気軽に質問してください

大学受験に限らず何か聞きたいことがあれば

このページを参考に気軽に質問してください.

必要な情報がなく, 適切なアドバイスができないことが多いためです.

リンク先のページには LINE・メールの連絡先も書いてあります.


中高の数学の復習から専門的な数学・物理までいろいろな情報を発信しています.
中高数学に関しては中高数学駆け込み寺,
大学数学に関しては現代数学観光ツアーという無料の通信講座があります.
ご興味のある方はぜひお気軽にご登録ください!

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • LINEで送る

関連記事

  • コメント (0)

  • トラックバックは利用できません。

  1. この記事へのコメントはありません。

このサイトについて

はじめまして。相転移Pです。数学・物理の情報を中心にアカデミックな話題を発信しています。このサイトを見て興味があればぜひご連絡ください。 mail: phasetr@gmail.com LINE: oxg2753d
  • このエントリーをはてなブックマークに追加
  • LINEで送る

YouTube チャンネル登録

講義など動画を使った形式の方が良いコンテンツは動画にしています。ぜひチャンネル登録を!

メルマガ登録

メルマガ登録ページからご登録ください。 数学・物理の専門的な情報と大学受験向けのメルマガの 2 種類があります。

役に立つ・面白い記事があればクリックを!

記事の編集ページから「おすすめ記事」を複数選択してください。