図1は、x軸上を正の向きに進む正弦波の先頭がx=0.40mの点にき
た瞬間の位置 〔m] での変位y [m] を表している。 この時刻を t=0 s
とする。r=0.60 m の点には波が固定端反射をする壁がある。 図2は,
軸上を正の向きに進む正弦波 (合成波ではない) のある位置での時
刻と変位の関係を表したグラフである。
y[m]A
0.01
壁
0.4 0.6
-0.01-
x(m)
図 1
(1) この正弦波の波長入 〔m〕, 周期 T〔s], 振動数f [Hz], 進む速さ
v [m/s] を求めよ。
y [m]
(3) t=0.30s での合成波の波形を作図せよ。
(2) この正弦波が図2のように振動する位置xを,0m≦x≦0.40m
の範囲ですべて求めよ。
0.01
0.2
-0.01
t(s)
図 2
ココを間違う!
波が形を保って平行移動して進むのを見ると媒質が波と一緒に進んでいると勘違いしてしまい
がちだが,媒質は各位置に留まったまま方向に振動しているだけであることに注意しよう。
各位置での振動のようすは, 進行する向きに波を少しだけ平行移動させてみるとわかる。
解答例
(1) 図1より波長入=0.40m, 図2より周期 T = 0.20s である。(答)〔m〕
振動数f [Hz] と速さ” [m/s] は
固定端
入
0.01
1
1
=
=
5.0 [Hz]
()
T
0.20
v=fl = 5.0 x 0.40=2.0[m/s]
(2) 図1の波をx軸の正の向きに少し平行移動させると,図アの破
線のようになり, t=0s の直後に媒質がどの向きに動くのかがわか
る。ココ よって、図2のようにt=0sの直後に y=0m から y 軸
の正の向きに媒質が動く点は, x=0mとx=0.40m である。 ... (答)
-0.01
...
･･･ (答)
0.4 0.6
〔m〕
-0.01
図ア
y [m]
T
0.01
0
0.1
70.2 t(s)
図イ
