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縦波の横波表示

(1)例題

媒質中をx軸の正の向きに速さ340m/sで伝わる縦波の正弦波を考える。図は、時刻0sにおける媒質の変化を、x軸の正の向きの変位を正として表したものである。

①この波の振動数を答えよ。

②図に示すa, b, c, dの位置のうちで、時刻0sにおいて、媒質が最も密となる位置を全て答えよ。

(2016年センター試験本試物理基礎第2問A)

(2)例題の答案

①図より波長λは4〔m〕である。波の伝わる速さvは340〔m/s〕なので、波の式より、求める振動数をf〔Hz〕とすると
v=fλ
∴ f=85〔Hz〕

②縦波はx軸の正の向きの変位を正とするので、図において、0≦x≦2の媒質は正の向き、2≦x≦4の媒質は負の向きに変位している。したがって、最も密となる位置はbのみである。

(3)解法のポイント

縦波は、x軸の正の向き(右向き)に変位するときを正、x軸の負の向き(左向き)に変位するときを負としている、ということを意識しましょう。

(4)必要な知識

①波の基本式

(5)理解すべきこと

波の正体は媒質の単振動である(y-xグラフとy-tグラフ、縦波についても解説しています)

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