No.2ベストアンサー
- 回答日時:
この問題は「縦波の『横波風の表示』」なので分かりづらいです。
「縦波の『横波風の表示』」は、多分教科書にも載っていると思いますが、下記を参考にしてください。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/hadou …
つまり
(i) 縦波の「右向き」への変位が最も大きいのがグラフの最大値 d
(ii) 縦波の「左向き」への変位が最も大きいのがグラフの最小値 b, f
であり、
(iii) グラフの y=0 は「変位なし」つまり中立位置
というものです。
さらには、「右方向に動いて行く」のは「波動」であって、媒体はその場で振動しているだけということです。
それをよく理解した上で、波の揺れ方・進み方を考えましょう。
上の (i)(ii) は「腹」であり、振幅が最大・最小なので媒体の動きは一瞬静止します。
(iii) は「節」であり、
・「右向き」の変位から「左向き」の変位に向かって動いているとき(グラフが右に移動するときに「正」から「負」に y=0 を横切るとき)が「左向きの速さが最大」であり、
「左向き」の変位から「右向き」の変位に向かって動いているとき(グラフが右に移動するときに「負」から「正」に y=0 を横切るとき)が「右向きの速さが最大」になります。
これがわかれば、(4) 右向きの速さが最大になるのは
a, e
ということになります。
「d」は「右向き」の変位が最大になったところであり、そこから媒体はいったん静止して「左向き」に動き始めるところなので、速さは「0 」であって最大にはなりません。
No.4
- 回答日時:
No.2 です。
#2 に少し面倒くさく書いてしまいましたが、
・横波の「上・下」の揺れ(振幅)
と
・縦波の「右・左」の揺れ(振幅)
と同じものと考えて、横波と同じように考えればよいのです。
(縦波の「右向きの変位」が、横波の「上向きの変位」のように書かれている)
つまり、「単振動」ですから y=0 を横切るとき(中立点の位置)が最も速いのです。
「向き」を考えると、時間とともに「右向き」「上向き」に y=0 を横切るとき。
ただし、与えられたグラフのような「x-y グラフ」からそれを読み取るのはちょっと難しいです。
あくまで「時間変化」ですから、x をどこか1点に固定してその位置での時間変化である「t-y グラフ」を考える必要があります。
この問題の場合には、そこまで詳しく調べなくとも、
「与えられた x-y グラフを時間とともに右に進めたときに、振幅が「右向き = 上向き」につまり「マイナスからプラスに」y=0 を横切るところ」
を探せばよいです。
それが「a」「e」であることが読み取れますよね?
「d」点は、「与えられた x-y グラフ」を右に進めても、ほとんど振幅が変わらない、つまり速度がほぼゼロということです。
No.3
- 回答日時:
この問題を理解するには、縦波にせよ横波にせよ
x軸正方向に正の速度 c で移動する進行波の変位 y は y = f(x-ct)
で表されるってことを知っとく必要があるんじゃないかな。
数学を数IIIまでやってると、この式は自分で導くことができるけれど、
物理目的には暗記すべき公式と考えてよいと思う。
d の位置で速度 0 なのは直感的に判るとして、
速度が右向き最大なのが a,e なのか c,g なのかは知らないと悩むところ。
y = f(x-ct) の式に入ってる - によって、y の t に対する傾きは
y の x に対する傾きとは逆符号になるんです。
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