物理基礎 この問題の(4)で答えがdじゃないのは速度が0だからですか？ また答えがaとeの理由は加速

物理基礎

この問題の(4)で答えがdじゃないのは速度が0だからですか？
また答えがaとeの理由は加速して、最高速がaとeのところにあるという考え方で大丈夫ですか？

質問者からの補足コメント

• この問題です。

  
    補足日時：2023/11/23 12:41

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/11/23 14:14

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.5 回答者： yhr2 回答日時： 2023/11/27 09:40

No.2&4 です。

まだ解決しない？

だったら、与えられたグラフが弦や縄跳びの縄を伝わる「横波」を表す図だとして、「弦の横揺れの速度が上向きに最大の点 = 弦が上向きに最も速く動いているのはどこか？」というのは分かりますか？
それと同じことを聞いている問題です。

この回答へのお礼

ありがとうございます。理解出来ました。
回答ありがとうございましたm(_ _)m

お礼日時：2023/11/28 21:39

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2023/11/24 12:37

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 回答者： ありものがたり 回答日時： 2023/11/23 18:35

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。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/11/23 12:39

＞この問題の(4)

ないよ。

この回答へのお礼

あ、ほんまや画像補足しますm(_ _)m

お礼日時：2023/11/23 12:41