高校物理

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5分でわかる!波の式の作り方(step2)

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5分でわかる!波の式の作り方(step2)

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この動画の要点まとめ

ポイント

波の式の作り方(step2)

高校物理 波動3 ポイント2 全部 空欄埋める

これでわかる!
ポイントの解説授業
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波の式y(波の高さ)をx(場所)とt(時間)の式で表したもの です。
波の式の作り方2STEP
STEP1「原点x=0でy=(tの式)をつくる」
STEP2「位置xでy=(x,tの式)をつくる」
のうち、STEP2について解説していきましょう。つまり、 原点ではない任意の場所xの波の高さがどのように表せるのか を考えます。

位置xでは、原点よりv/xだけ遅れて振動

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ある媒質を単振動させ、波がx=0に到達した時刻を0[s]とします。図は、0[s]のときのy−xグラフで、振幅をA[m]、波長をλ[m]とします。

高校物理 波動3 ポイント2 左の図

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今回求めたいのは、位置xでの波の高さyの式ですね。図で●が置いてある場所を位置xとおきましょう。

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位置xでの振動を求めるためには、 原点の波が位置xに何秒かかって到達するか を手掛かりにします。波が速さvで進んでいるとすると、位置xに到達する時間はv/xとなりますね。つまり、 xでは原点に比べてv/xだけ遅れた振動をする といえます。

原点の波のグラフをt軸方向にv/xだけ平行移動

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y−tグラフに、時刻t[s]よりv/x[s]だけ遅れたグラフを書くと下のようになります。

高校物理 波動3 ポイント2 右の図

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このグラフは原点の波のグラフをt軸の正の方向に v/xだけ平行移動したグラフ ですね。したがって、式は「t→t-v/x」に変換して次のようになります。

高校物理 波動3 ポイント2 クマさんのまとめ y=の式のみ 空欄埋める)
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これが、時刻t[s]、位置x[m]での波の高さy[m]を表す式です。式を導出する手順をしっかりおさえておきましょう。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

波の式の作り方(step2)
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