物理です。 なぜ波の数わかるのでしょうか。

物理 第4問 次の文章(A・B)を読み、後の問い (問1~6)に答えよ。(配点 25) A 図1のように,2個の小球を十分に広い水面上の点 St, S2 に置いて,同じ振 幅α, 同じ振動数fで鉛直方向に同位相で単振動をさせ続けたところ, 点 St, S2 を波源として円形波の水面波がそれぞれ生じた。 図1は,時刻 t = 0 におけるそ れぞれの水面波のようすを表しており、実線は山の波面、破線は谷の波面である。 t=0において, 点 St, S2の波源からはそれぞれ山の波面が出ている。 ここでは, 水面波の減衰は無視でき,水面波を正弦波とみなせるものとする。また,水深 は一定であり、 水面波の伝わる速さをひとする。 7 S 山 谷 図 1

(2)(3)の解説お願いします (2)g(3)6本 物理

円形波の干渉 15 小球 St, p.149~150 S2 を水面に置き,同位相,同じ振 幅で振動させる。図は,それぞれの波源から広 がる円形波の山の波面 (灰色の実線) と谷の波面 (灰色の破線) を示している。小球間の距離は 4.0 cm,水面波の速さは24cm/sであるとき ■次の問いに答えよ。 ただし, 波が広がっても波 の振幅は減衰しないものとする。 S₁ a b P S2 (1) 図の点a~i の水面について,図の時刻の 変位を山, 0,谷のいずれかで答えよ。 1 図の時刻に点eの位置にある水面の山は, 周期の間に太い曲線上をどの位置 2 まで移動するか。 振動数を16Hzにすると、2つの波が弱め合う線 (節線)は何本になるか。 ③ 直線波の屈折

写真の質問に答えて

3 波の反射と屈折 下記の文は,ホイヘンスの原理を使って, 反射 波, 屈折波の進行方向を作図によって求める方 法について述べたものである。 文中の空欄にあ てはまる語句, 記号または数値を記入せよ。 た だし、下の図は媒質Iの中を進んできた平面波 の波面ABが,媒質IIとの境界面XYに入射し た状態を示している。 B X (1) 反射波の作図 -Y B' なぜ、答えは BB 反射をしても、波のは変化しないからなるの? Bの波面がB'に達する間に, Aから出た素元 彼は,点②を中心とする, 半径 円形波となる。 したがって, 点 | の から円 形波の媒質 側の部分に接線を引いて, その接点をA'とすると, 直線A'B' が反射波 の⑥となる。 ⑥ となる。また,直線 反射波の進行方向となる。 の方向が

至急！この問題の解法を教えてください🙇‍♀️

必 76. 〈円形波の反射〉 5.0Hzの円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。図で円は 水面波の山の位置を表している。 0を通り器壁に平行な直線上で0から 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが, 反射 の際、波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として, 振動数 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな 8.0m P 3.0m く,水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに,波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 22 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 1/12 となる。□に当てはまる式を入れよ。 いまx=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4)入は何か。

至急！この問題の(1)から(4)の解説をお願いします🙇‍♀️

必 76. 〈円形波の反射〉 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として,振動数 5.0Hz の円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。 図で円は 水面波の山の位置を表している。0を通り器壁に平行な直線上でOから 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが,反射 の際, 波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな P 3.0ml 8.0m Q く、水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに、波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) P (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 42 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 12/12 となる。 □に当てはまる式を入れよ。 いま x=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4) 入は何か。

色塗ってるとこの式変形分からないので教えてください！お願いします

こると A cosx と 点dでは CA の媒質の 2πA T -=2U 振動から遅 yは、時刻における原 点での変位に等しい。 ゆえに y=Asin- sin 27 (t-x) ひ ) 波が原点から固定端を経て位置xに伝わるのにかかる時間は,原点から L+(L-x)=2L-xだけ移動しているので、 (3) 2L-x V であるA また,固定端反射では波の位相がずれることから, 時刻における位置x での反射波の変位 y2 は, 時刻t-2-xにおける原点の変位の位相を けずらしたものになる。 2π T Asin (27 (1-21-x)+x|--Asin 2 (1-21-x)on ※B 2L よって y=Asin (4) (2) (3)の合成波の変位をyとすると 277 y=+32=Asin (-)+(-Asin 2(-2-x) T 2π =2Asin T 2L-x V 2 COS 2L- 2π V T 2 <<-A 0 =2Asin となる。 この式において 2Asin T L. cos cos 27 (t-L) 2 (1-x)は振動の位置 x での振幅を表 =(-1)x Asin(ユ ◆ B (2)の結果を直接用いる形の解 法は、彼が原点からx=L で反射して位置まで進む距 離は (2L-x) 固定端にお ける反射で位相がずれるの で、変位は (−1)倍される (位 相が反転する)。 以上より ( のxを (2L-x) にかえて. 変位ys を (-1)倍したもの が yとなる。 t- は時刻に依存した振動を表すので, 波形の進行しない L sin 2x (L-x) cos 2-(1-1) 定在波とわかる。 (5)定在波が最大振幅になるのは COS 2 (t-1)=±1 のときだから y=±2Asin T 2x (L-x) 5 <-%C 固定端は定在波の節節 y= ±2A sin 2x(x) (1)の結果,入=vT と L=2』 を用いると 54 L=±2.Asin2 )= ±2A sin 2x() の最大振幅は2Aである 記の定在波の特徴を用い 図することもできる)。 2A- = 士24sin (12/26) 5 5x 2L 5π =2A cos -x 2L 0 1 5 よって、波形は図a の実線または破線のようになるC -2A セント 75 〈円形波の反射〉 (1) 「反射の際、波の振幅および位相は変わらない反射波は器壁に対して点①と対称な点を波源とする波と同 (2) 反射の際に位相が変わらないので、「2つの波が弱めあう条件』(経路差)=(半波長)×奇数 (3)波源から遠くなると2つの波の経路差は小さくなる。(5)(L上の節の数)=(Oと壁の間にある節の数) (10) ドップラー効果は波源と観測者を結ぶ方向の速度成分によって起こる。 物理重要問題集

この問題の意図がわかりません。解説よろしくお願いします。

258円形波の干渉深さが一様な水面上で,2つの点 St, S2 を同じ振幅,同じ振動数 fで振動させて波長入の2つの円形波を作る。2つの波源 St, S2 の間隔,振動の位相, 振動数fを変えると,干渉のようすが図(a)~図(c)のようになった。図中の破線は振動し ない点を連ねた線である。以下の文中の内から正しいものを選び, ()内には数値 を記入せよ。 L S₁. •S2 Si •S2 図(a) Si S2 図 (c) 図(b) 図(a)では,2つの波源 S1, S2 が 同位相・逆位相で振動している。 5 SS2 = dとすると, (ア) ×<d<(イ)×1である。 また, PS1 = 4入 のとき PS2=(ウ)×入である。図(b)では, S1S2=2 入である。 2つの波源 S1,S2 は図(b)で は同位相・逆位相で振動している。 図(c) の2つの波源の間隔は図(b) と同じであり, これらは同位相・逆位相で振動している。 図 (c) の波源 S1, S2 の振動数 f' は図(a) の 振動数f(エ)倍より大きく(オ)倍より小さい。

問3で、解答のマーカー部がわかりません。よろしくお願いします。

次に、図1の振動板を取り除き, ついたての隙間をふさぐ。 そして, ついたて から20cm離れた点 A の位置で水面に浮かべた小球を振動数 5.0 Hz で上下に振 動させると,点Aから波長10cmの円形波の水面波が発生した。 十分に時間が 経過すると,水面上には、ついたてに入射する波とついたてで反射した波が弱め 合う点を連ねた曲線が現れた。 図3中の実線(-) と破線 (-----) は,点Aを 中心に広がる波の、ある瞬間の隣り合う山と谷の波面をそれぞれ表している。た だし、波がついたてで反射する際に波の振幅および位相は変わらないものとする。 また、水面で発生した波は正弦波と考えてよいものとし、水槽内での波の減衰や 水槽の壁面での反射は無視して考えるものとする。 水面波 ① 1 ⑤ 5 ------ 2 ------ 66 ついたて 図 3 B 10 問3 ついたてに垂直で点Aを通る直線がついたてと交わる点をBとし (図 3), 水面上に波が弱め合う点を連ねた曲線が現れているときを考える。 点Aと 点Bの間を通る弱め合う点を連ねた曲線の本数として最も適当なものを 次の①~⑧のうちから一つ選べ。 ただし、 弱め合う点を連ねた曲線が点A または点Bを通る場合には,それらの曲線は除いて考えるものとする。 17 本 20cm n ③3 Ⓒ7 15 44

mが負になることってあるのでしょうか？

1 見えない 図のように、充分広く深さが一様な水槽の水面上に xy平面を定め, 距離だけ離れた点A に2つの波を置いた。 の波を発生させ、2つの波が常に弱めあう点を連ねた線 (節線)の模様を観察した。 回 円形波 **B 長 (1) 筋線上の点をP(x,y) とするとき,。 この2つの波源を同じ振動数、 同じ振幅、 同じ位相で振動させ、 波源 (3) d=3.6才であるとき, 生じる節線の本数は全部で何本か. (2) d=2.2人であるとき, 生じる節線の本数は全部で何本か. A x,yの満たす条件を求めよ。 ただし、整数mを用いて表せ. y d 1 波源 波B X

写真の赤線部では交流回路でのコイル、コンデンサーはそれぞれ (電圧の実効値)=(リアクタンス)×(電流の実効値)という式が成り立つと書かれていますが、この電流電圧の実効値は抵抗を流れる電流と同じ(最大電圧(流)の1/√2倍した)数値ですか？最大電圧(流)を1/√2倍したもの... 続きを読む

■コンデンサーのリアクタンス 式(27)より、Io=ωCV であるからwC=- 1 とおいて Vo=X。 と表 Xc すと、電流の最大値 Ⅰ と電圧の最大値 V。 との間には, オームの法則と類 似の関係が成り立っており, Xc は電気抵抗に相当する物理量となってい -p.250 ることがわかる。 このXc をコンデンサーのリアクタンス (容量リアクタ ンス)といい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コンデンサーのリアクタンス 1 (28) XcwC 式(24)より、Io= Xc [Ω] コンデンサーのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 C〔F〕 電気容量 コンデンサーでは, 角周波数 ωや電気容量Cが大きいほどリアクタンス 小さくなり, 電流は流れやすくなる。 また, 電圧の実効値 Ve と電流の 効値との間にも同様に,Ve=Xce という関係が成り立つ。 コイルのリアクタンス Vo であるから,wL=Xとおいて Vo=X。 と表す WL と、電流の最大値と電圧の最大値 V。 との間には,オームの法則と類似 の関係が成り立っており, XL は電気抵抗に相当する物理量となっている reactance ことがわかる。 このXL をコイルのリアクタンス (誘導リアクタンス)と いい, 単位には電気抵抗と同じオーム (記号 Ω) を用いる。 コイルのリアクタンス XL=wL (25) XL,[Ω] FELL FAC コイルのリアクタンス w [rad/s] 角周波数 hata To 4 10 L [H] 自己インダクタンス スが大きくなり, 電流は流れにくくなる。 また, 電圧の実効値 V と電 実効値との間にも同様に, Ve = Xile という関係が成り立つ。 コイルでは, 角周波数や自己インダクタンスLが大きいほどリアクタ