Physics
มัธยมปลาย
高校 物理 波
全問題答えと解説をお願いしたいです。
応用問題
じゃ!!
音HO×08 、 コーー
応用問題
5e mofSi a口 ズツ3 僕
|1| x軸上を負の向きに,正弦波が進んでいる。図1は,ある時刻における変位 ymf
0.1
y [m] と位置x[m] との関係を示している。また, 図2は,ある位置での変位y
ABCD/E F G\H
3
0
12x(m)
6
[m] と時刻t [s] との関係を示している。
-0.1
(1) 波の速さはいくらか。
図1
(2) 図1を=0 の波形として、図2のような変位と時刻の関係となる点を, A ym
~H の記号で答えよ。
(3) 図1の状態のあと, 点Aの位置に波の山が来るときの時刻を,自然数 (n=
0.1
と
s)
0.04
0
0.02
-0.1
0, 1, 2,…)を用いて表せ。
図2
《ヒント》
(2) 図2において、 時刻0から微小時間が経過したとき, 媒質の変位の向きはy軸の正の向きになる。図1の
状態から微小時間が経過したときの波形を描くことで, 媒質各点の速度の向きを判断できる。
《解答》(1) 3.0×10m/s (2) D (3) (2.5+4.0)× 10-2 [s]
2
に
om'01×A0 阪音。 は 宝の着 開 mn00.0 ses
天番問の Sのまさを遊一お題①常常 口開
数
位
図 さすでもの宝のい ()
|2 固定された反射板による波の反射を考える。図は, 波の進む向きを x軸と
して、時刻=0における入射波を示している。入射波は正弦曲線で表され, 波
の周期をT [s] とする。また, 波は, 反射板で固定端反射されるものとする。
(1) 図に示された入射波に対する反射波の波形を図中に描け。
(2) 図の状態から時間が経過して,入射波と反射波の合成波の変位が,どの xについても0となる最初の時
正
(1
刻を求めよ。
(3) 合成波の変位がどの xでも0となる状態は, 一定の時間間隔で繰り返される。図の状態から数えて,合
成波の変位がどの xでも0となる n回目の時刻を求めよ。
《ヒント》(3) 合成波の変位がどのxでも0となる時刻は, 1/2周期で繰り返される。
反射波
反射板工
《解答》(1)
上下に
反転
入射波
ザ
折り返す
図1
1お火!!今
出る。図1のように,この弦の長さの3/4 の場所を強く押さえてはじくと,何
さえた点が振動の節になる定常波が生じた。このとき, 何Hz の音が出る
く押さえると,その場所よりも左側に波は伝わらないが、軽く押さえると,左側に波は伝わり、その場所が節
→解答編。
ーのある弦は、どこも押さえすにはじくと、振動数3.3x 10Hz の音が図ふさ良の
) A
宝る
用問題
や!!
A
イント
上昇するにしたがっ
固体,液体,気位
る。
問の いる
図2
チ 人 の代曜の
過( o 8A (1)
12m
か。
論
qの 0 ()
となる。
(程答)強く押さえた:4.4×10Hz, 軽く押さえた:1.3×10Hz 遺の糖の aA ()) (4)
2178.
= () 15%3 %3D) ()
した。
D.04
度が上。
10回繰
ものとす
(1)おも
図1の
仕事の合
(2) 容器中の
|4長さLの管にピストンがついている。管口 Aの付近でスピーカーから振動
数有の音を出し,ピストンをAからB側に動かしていくと, Aから距離 ム,の
位置で最初に共鳴し,次に距離 L2の位置で共鳴した。音速を 1Vとし, 開口端補
正は無視できるとする。
A
9.仕事と熱
点Bを10m。
(1) Aから距離 L2の位置にピストンを固定し, スピーカーの音の振動数を有から徐々に大きくすると, 振動
数たで次に共鳴した。f, たを, それぞれ L, 1/を用いて表せ。
点Bの高さ
TA, 点Bで
2) 管からピストンを抜き取る。スピーカーの音の振動数を0から徐々に大きくしたとき, 最初に共鳴がお
こる振動数は有の何倍か。
ケーにはた
司の時
Tビント)(1) 管内には, 管口 Aが腹, ピストンの端が節の定常波が生じている。
発生し
5V
《保答)(1)=.た=(2) 学倍
12L,
ご,合
法則
*膨張
は何、
名前
NI
練習問題
アドバイス
(3) -220Jの負の符号は, 熱量が失われた
*レもヨ )
組
年
85cm
倍振動の定
て,
線密度の異なる AB, BC の2本の弦をつないで振動させたところ,図のよう
に, A, B, C が節となる定常波が生じた。ここで, AB の部分は長さ2/,線密度
piの弦, BC の部分は長さ 1, 線密度p2の弦である。弦の張力はいずれもSであ
るとして,次の各問に答えよ。
(1) AB の部分の波長入」と, BC の部分の波長入2は,それぞれいくらか。
(2) AB の部分を伝わる波の速さnと, BC の部分を伝わる波の速さ ぬは,それぞれいくらか。
(3) AB の部分の振動数 fはいくらか。
(4) 弦の線密度の比p/p2はいくらか。
《ヒント)(4) AB の部分の振動数と BC の部分の振動数は等しい。
る出な者の ちの
21-
る出女音s
宝る の 社点さまち
よい
意( )
ま (①子3えち>
《解答》(1) = 41, 入z = 21 (2) v, =
品のー県田誤 (
SHO1×A.b: えち ()
さ一ース近A口 ち景
O さA 音の
ぎ閉
11 J ()
口と
コケ
周管,
るこ
AO()
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