高校物理の質問です。(波) 【問題】 位置x=0[ｍ]に波源があり、t=0[s]の時刻からxの正の方

高校物理の質問です。(波)
【問題】
位置x=0[ｍ]に波源があり、t=0[s]の時刻からxの正の方向に正弦波を送り出している。その変位をyとするとき、t=3[s]での波は図のようであった。x=4[ｍ]の位置で、波は自由端反射をする。
時刻t=14[s]での波のようすについて、入射波を実線で、また反射波を点線でグラフにかけ。重なる場合には、少し上下にずらして書くこと。x軸、y軸の目盛りの位置に相当する数値または記号も記入すること。

これはスタディサプリの物理のスタンダード第10講チャプター4の問題なんですが説明がいまいち分かりませんでした。

(講義での説明）
まず14[s]で波がどこまで行ったか考えましょう。（0，5[ｍ]ごとに数えて4[ｍ]行ったら折り返してそしたら1[ｍ]に戻る)ので反射波は、1[ｍ]で変位0、と言う説明で答えが下の二枚目の写真だったのですが、14回数えたら1[ｍ]では変位0,5になるのではないんでしょうか？

ちなみに僕はx=0の時を考えて、半周期1[s]なのでy=0,5から、1[s]後にy=0、2[s]後にy=0,5と数えて14[s]後にy=−0,5になったので下の写真3枚目のような答えを書きました。

できれば僕の間違えているところを教えていただきたいです。よろしくお願いしますm(__)m

質問者からの補足コメント

• 答えの写真

  
    補足日時：2020/05/04 11:20

• 僕の解答の写真

  
    補足日時：2020/05/04 11:22

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2020/05/04 13:00

＞14回数えたら1[ｍ]では変位0,5になるのではないんでしょうか？

正弦波の「変位 y=0 の立ち上がり」を基準に、波形のその位置がどのように進行するかを考えれば、t=3 [s] で x=1.5 [m] なので、t=14 [s] なら反射を考えなければ x=7.0 [m] です。
これが x=4.0 で反射しているので折り返して x=1.0 の位置に来ています。
従って、x=1.0 の変位は y=0 です。

まずは、これを押さえないと話が始まりません。
「波が進行する」という現象を想像できますね？

＞ちなみに僕はx=0の時を考えて、半周期1[s]なのでy=0,5から、1[s]後にy=0、2[s]後にy=0,5と数えて14[s]後にy=−0,5になったので

波形は、3秒で1.5周期なので、周期は 4 ]s]、半周期は 2 [s] です。そこからして間違い。
x=0 の点（原点）は、
　t=0 のとき y=0
　t=3 のとき y=+0.5
なので
　t=4 のとき y=0
　t=8 のとき y=0
　t=12 のとき y=0
　t=14 のとき y=0
です。

そもそものところから間違っているので、きちんと考え直してください。

この回答へのお礼

t=3の時をt=0でやってしまってましたm(__)mわかりました！ありがとうございますm(__)m

お礼日時：2020/05/04 13:11

No.1 回答者： konjii 回答日時： 2020/05/04 11:49

時間で移動する正弦波は0.5sinxでｘ＝0.5ｍt　です。

ｔ＝０で原点にあった波の先端はｔ＝３秒後に０．５ｘ３＝１．５ｍへ移動しました。それが最初の図です。
ｔ＝１４で０．５ｘ１４＝７ｍ原点から進みます。４ｍの自由端で反射し３ｍ折り返した所です。二番目の図です。
質問者様の考えに波が時間とともに進むファクターが含まれていません。