ちくのう症(蓄膿症)は「菌」が原因!?

物理の波についてです
写真の図で。媒質の速度が右向きで最大なのはどれかとう問題を教えてください!

「物理の波についてです 写真の図で。媒質の」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 問題設定が逆というのは、左に最大という問題という事なのでしょうか?

      補足日時:2019/12/08 11:46
  • 図は、x軸上を負の向きに進む縦波の、ある時刻に、おける変位を横波の様子に表したものである。(x軸の正の向きの変位をy軸の正の向きに表す)と問題には書いてありました。また、回答だとDが答えでした。説明不足ですみません。

      補足日時:2019/12/08 18:02

A 回答 (7件)

波を少し左へズラすと、図でyが一番大きく持ち上がる点を探せば良いでしょう。


0とDです。
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図は、x軸上を負の向きに進む縦波の、ある時刻に、おける変位を横波の様子に表したものである。

(x軸の正の向きの変位をy軸の正の向きに表す)と問題には書いてありました。また、回答だとDが答えでした。説明不足ですみません。

>>>#2の縦波についての解説は、この問題の通りの設定について解説したものですから
#2をよく読んでもらえば理解してもらえると思います
それでも不明の点は補足質問してください
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No.4 です。

「補足」を見ました。

>x軸の正の向きの変位をy軸の正の向きに表す

と書いてあれば、#1, #4 に書いたことは「逆」になりますね。
問題は「ふつうの右向きの波」「グラフの書き方(通常「x軸の正の向きの変位をy軸の正の向き」)をほとんど「暗記」して理解している人の裏をかく問題ということかなあ、と思ったのですが、そうではないみたいですね。
まあ、いずれにせよ「左向きに進む」というところで「縦波」の意味を正しく理解できているかを試す意図があることには変わりありませんが。

その変位の取り方は「ふつうの右向きの波」と同じですから、波の進行によって「マイナスからプラスに変化」(つまり「左寄りの変位」から「右寄りの変位」に変化中の中間点)の「D」が答になります。
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No.1 です。



#2 さんの回答だと、ちょっと疑問です。

>Bは-yになりつつある→首を左に振って居る最中 だから左向きの速度がMax

一般に、「縦波」を「横波風の振幅」で表す場合には、「波の進行方向の変位」を「正」とします。
従って、「A」が最大に「左向き」の瞬間で、「C」が最大に「右向き」の瞬間になります。つまり「B」は「右向きに切り替えている真っ最中」であり、「右向きに最大の速さ」で首を回していることになります。

ここでの問いは「媒質の速度が右向きで最大」ということなので、まさしくこの「B=右向きに最大の速さ」が答になると思います。

#3 に書かれているように、

>もし「観客(媒質)が左右に頭を振る場合、右向きにふったら-y、左向きにふったら+yというように」決めてグラフを書いているのなら、#2解説とはプラスマイナスが真逆となり答えが変わってくる(Bが答えになる)と言う意味です。

このグラフかと思います。

そういう意味で、#1 に

>このグラフがどういうグラフかが分からないと正確なことは言えませんが、おそらく答は「B」でしょう。

と書いたのは、画像に示された範囲だけでは「波の表し方」がきちんと書かれていないからで、「おそらく」と書いたのは一般的な解釈として「波の進行方向の変位を正とする」と解釈して回答したということです。
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問題設定が逆というのは、左に最大という問題という事なのでしょうか?



>>>その意味に受け取ってもらった場合も答えが変わってくることになります。(その場合は答えB)

けれども、私の意図はグラフが何を意味しているのか書かれていませんので、
もし「観客(媒質)が左右に頭を振る場合、右向きにふったら-y、左向きにふったら+yというように」決めてグラフを書いているのなら、#2解説とはプラスマイナスが真逆となり答えが変わってくる(Bが答えになる)と言う意味です。
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まずは理解を促すための準備として、グラフが横波を表わしていると仮定して話を進めます



スタジアムで観戦する観客が起こすウエーブをイメージしてください
O,A,B,Cなどは座席で、それぞれに観客(観客の頭が媒質に相当)がいるとすると
グラフは各人の頭の位置(高さ)を表わしているのです
各人がうまくタイミングをずらし上下動することで、全体としてはウエーブが伝わっていく(進んでいく)様に見ます。
これが波の伝わる仕組み
グラフは、Aにいる人は完全に立ち上がり、Bは中腰、Cは完全に着席・・・と言う状態を示しています
Aはグラフの直前まで膝を伸ばし、頭の位置を上げつつありました(頭の運動方向は上向き)
そして、グラフの直後は膝を曲げ頭の位置を低くしていきます(頭の運動方向は下向き)
従って、ぐらふの瞬間はちょうど頭の運動の方向が切り変わる瞬間という事になり、速度0です
同様にCも運動の向きが切り替わるので速度0
一方Bは腰を落としている真っ最中なので、頭の速度は下向きで最大です(画像の直後、グラフの右側の状態がBに伝わってきますが、画像ではBの直近の右側の状態がBより下がっていますから、このあとそれがBに伝わるので、Bの頭の位置は下がっていくことが分かります)
同様にして、Dの頭は上向きに速度最大です

これは横波の場合の速度の見方でした
縦波の場合(音波など)は、この頭の変位方向が上下から左右に変わります
観客(媒質)が左右に頭を振る場合、右向きにふったら+y、左向きにふったら-yというように決めれば
画像のグラフは、Aは(座席にすわったまま)首を右へMaxに振った状態
Bは通常の首の位置
Cは首を左へMaxに振った状態 を示しています
(余談:ミュージックフェスかなんかで、みんな曲に合わせてゆらゆらと頭を揺らしているのでしょうね)
先ほどとは変位の方向が上下から左右に変わっただけですから、各人の頭の速度についても左右方向へと話を変えただけのものとなり、A、Cの頭の速度は0(首の運動の向きが変わる瞬間だから)
Bは-yになりつつある→首を左に振って居る最中 だから左向きの速度がMax
DはBとは真逆で、右向きの速度がMaxです・・・答えD

もし問題設定が逆で
右向きにふったら-y、左向きにふったら+yなら今までの話の符号を真逆にしてみれば答えが出ます。
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縦軸が何を表すのかが分からなければ答えようがない。



多分「縦波(疎密波)」の「進行方向の変位」が縦軸なのだろうけれど、あなたは「縦波」とはどういうものか全く分かっていないと思います。

こんなサイトの「図」を参考にして、頭名の中で想像力をフルに発揮してみてください。これ、直観的には絶対に理解できないと思いますので、きちんと考えて理解してください。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/hadou …
http://hooktail.sub.jp/wave/waves/

このグラフがどういうグラフかが分からないと正確なことは言えませんが、おそらく答は「B」でしょう。
何故かは、上のリンク先をよく読んで自分の頭で想像して、きちんと言えるようにしてくださいね。
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