v-tグラフ 右図は,x軸上を正の向きに伝わる正弦波の波形 (y-x グラフ) を表している。 t = 0s のとき図 の実線で表された波は, t = 0.50sのとき初めて 破線のような波形となった。 正弦波は連続的に続 いているものとする。 0 y軸負の 向きに変位- 2編2音 (1) 波の振幅 A [cm], 波長入 [cm], 速さ [cm/s], 振動数f [Hz], 周期 T [s] はそれぞれいくらか。 (2)t=0sのとき, x = 30cm での変位はいくらか。 (3) t = 3.0s での波形のグラフ (y-x グラフ)を描け。 より, t = 1.0s での波形と同じになる。 t = 1.0s で の波形は, x = vt = 4.0cm/s × 1.0s = 4.0cm より, t=0s での波形をx軸正の向きに 4.0cm 移動 させればよい。よって, 右図のようになる。 (4)y-tグラフは周期T = 2.0s の正弦波になる。 油 【解説】 ➡p.157 (1) 問題図より, A=2.0cm, 1 = 8.0cm 0.50 秒間で波が 2.0cm進んだことから,v= v=fより,f=21/27 4.0cm/s 0.50 Hz, また, T= T=-=- 18.0cm (2)波の変位は1波長 ( 1 = 8.0cm) ごとに同じである。 x = 30cm では, 30cm = 3×8.0cm+6.0cm = 3 +6.0cm より, x = 6.0cm での変位と同じになる。 よって, y=-2.0cm (3) 波形は1周期 (T= 2.0s) ごとに同じである。 t = 3.0 s では, 3.0 s = 2.0s +1.0s = T +1.0s 「はい」 (4)x=0cmでの媒質の振動のようす (y-tグラフ) を 0 ≦t≦T の範囲で描け。 少し時間が経った波形 もとの 波形 2.0cm 20.50s y[cm〕 2.0 1.0 A -2.0 y[cm] 2.0 1.002.0 2.0 t[s] y-xグラス 位置入 -2.0 ➡p.155 = 4.0cm/s N y[cm〕 2.0 4.06.0 = 2.0s O ①t=0s でy=0cmである。 ②t = 0 s から少し時間が経つと; x = 0cmでの媒質は下図左の破線のようにy軸負の向 30 → Note きに変位する。以上より, グラフは下図右のようになる。 -2.0- X 24.0cm 2.0 AJ 6.0 10 14.0 18.0 12 [cm] やってみよう 10 ほんとうめい 半透明のシートに波形 を描き, y-x グラフ 中で左右に動かし、波 の移動のようすと媒質 の変位の関係を確かめ よう。 15 25 Pa