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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
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『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.
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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
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