高校物理基礎
5分で解ける!横波と縦波の違いに関する問題
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この動画の問題と解説
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解説
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練習の解説授業
y軸方向の変位が左右を示すことに注意
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(1)はx軸の正方向、つまり右向きの移動が最大になっている場所を求める問題です。0≦x≦4.0の間で右向きに移動しているのは、y軸で上向きの部分です。グラフを見ると、y方向の変位が最大となっているのはx=1.0の山の部分です。
(1)の答え
![波動4 練習 (1)答え](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/3_2_4_3/k_sci_phy_3_2_4_3_image03.png)
単振動の速度の変化を考える
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この縦波を単振動が伝わってできる波と考えましょう。単振動の速さは、 振動の中心で最大 となり、 中心から最も離れた両端で0 となりました。
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媒質の速さが最大になるのは、y=0になるところです。つまり、x=0,2.0,4.0の3箇所ですね。このうち、求めるのはx軸の正方向、つまり右向きに最大になっている点です。速度が右向きなのか左向きなのかを判別するため、少し時間が経過したときの波形を描いてみましょう。
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原点とx=4.0では時間が経過すると波が下がっているのに対し、x=2.0では上がっていますね。右向きで速度が最大値となる場所なので、グラフの中ではy軸方向で上がっている、つまり右向きになる場所なので、答えは2.0ですね。
(2)の答え
![波動4 練習 (2)答え](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/3_2_4_3/k_sci_phy_3_2_4_3_image07.png)
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縦波をグラフに表した問題です。y−xグラフは、時刻0[s]のときの波の姿を表したものですね。また、 x軸の正方向(右向き)の変位をy軸の正方向(上向き)の変位 で示している点に注意です。縦波の波形は見ることができないのでしたね。グラフのy軸の上に右、下に左と書き込みましょう。