物理基礎 定常波について この画像の問題がいまいちよくわかりません 答えはbとcです。 バカでもわか

物理基礎 定常波について

この画像の問題がいまいちよくわかりません
答えはbとcです。

バカでもわかるような解説お願いいたします。

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/09/16 11:28

No.1です。

ちょい補足。

この問題は、簡単にいえば、「点Ｏが腹になる」という条件で、実線の波と点線の波の「位相」の関係が正しいものを選びなさい、と言っているということです。

別な見方をすれば、点Ｏでは、いかなる瞬間でも「実線の振幅と点線の振幅が等しくなっている」ということです。そのような関係になるように、右から左から波がやってくる。
「プラスの振幅」どうしが重なってより大きな「プラスの振幅」になる、「マイナスの振幅」どうしが重なってより大きな「マイナスの振幅」になる、振幅ゼロのときには「ゼロとゼロが重なってゼロになる」ということです。
従って、点Ｏの位置で「実線と点線が重なっていないもの」（a と d）は初めから除外、「実線と点線が重なっているもの」（b と c）は「必要条件」は満たしているので他の部分を見て「十分条件」も満たしているか判断する、ということになります。

いずれにせよ「定常波がどのようにしてできるのか」というメカニズムを想像できることが条件です。
No.1 にも示した下記サイトの動画（真ん中あたり）が分かりやすいと思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%9A%E5%B8%B8 …

この回答へのお礼

わざわざサイトまで貼ってくださり、ありがとうございます。
この後の波の状態？を考えなければいけないのですね。もう一度よく考えてみます！ありがとうございました！

お礼日時：2018/09/17 12:15

No.3 回答者： konjii 回答日時： 2018/09/17 10:31

選択問題の場合、消去法も試しましょう。

定常波を知らなくても、波の腹は一番振幅の大きい所です。それが中点Ｏに無いのは
ｂとｄです。ｂとｄを含む回答を除去すると②が残ります。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2018/09/16 01:19

分かりにくい図ですね。

定常波（定在波）というのは、「行く波」と「帰る波」が重なって、「腹」と「節」の位置が固定された波のことです。
こんなものを見て想像してください。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%9A%E5%B8%B8 …
http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/housoku/t …

示された問題は、右から来る波と左から来る波の関係の「ある瞬間」の関係を示したものです。
「点Ｏが腹になる」ということなので、まず「c」がそれを表わしていることは分かりますね？　「点Ｏ」で「プラスとプラス」が重なり合って、「その２倍の振幅」になりますから。

あとは、その波が左右に進んだとき、同じ関係になっているかを見ればよいのです。

実線の波、点線の波とも、1/4波長ずつ前の時間には「b」だったことは分かりますか？
「b」は一見「点Ｏは節？」というように見えますが、「腹」だって振幅ゼロの瞬間があり、ちょうどそれを表わしています。「点Ｏ」だけでなく、全体が「振幅ゼロ」になった瞬間です。各位置で、実線と点線の振幅を足し合わせてみれば分かります。

「b」をさらに1/4波長ずつ前の時間にすると「a」になりますか？　ならないですね。「b」の1/4波長前だと、実線も点線も「マイナス側」の振幅になっていないといけないので（「腹」ですから、「マイナスとマイナス」が重なってよりマイナスの大きな振幅になる)、「a」は違います。

「d」は、実線が「c」の少し前の位置にありますが、点線はかなりずれた位置にありますね。つまり「c」とは違う関係です。

ということで、点Ｏが腹になる波の組合せは「b」と「c」ということになります。

分かるかな？　
図から「時間変化」を想像しないと解けません。