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\(x\)軸上を同じ速さで互いに逆向きに進んでいる二つの波(a)、(b)を考える。図1は、時刻 \(t\) = 0 s および 0.50s における波形を表す。また、二つの波の進む向きをそれぞれ矢印で示している。

図 1

(問1)波(a)、(b)の速さは何 m/s か。

(問2)\(x\)軸の原点(\(x\)=0)における変位の時間変化を表したグラフとして最も適当なものを、次の①~⑥のうちから一つ選べ。







#センター20本試物理基礎

(問1)
0s と 0.50s のグラフを見比べますと、0.50s で1マス(0.50m)進んでいます。これは 1.0s で 1.0m 進むということだから、速さは

  1.0m/s

です。

 

(問2)
波(a)を赤線、波(b)を青線、原点における波の変位を紫点で描いてみます。

\(t\) = 0 s

\(t\) = 0.50 s

\(t\) = 1.0 s

\(t\) = 1.5 s
波の重ね合わせの原理より、原点での変位は +1.0 + 0 = +1.0

\(t\) = 2.0 s
同様に、+1.0 + (-1.0) = 0

\(t\) = 2.5 s
+0.5 + (-1.0) = -0.5

\(t\) = 3.0 s
0 + (-0.5) = -0.5

\(t\) = 3.5 s
0 + 0 = 0

\(t\) = 4.0 s

\(t\) = 4.5 s

 

原点での変位について、横軸を位置ではなく時間としたグラフを描いてみますと

というわけで答えはです。