波の問題です 説明して欲しいです

N175. 単振動と位相 xy 平面上において, x=0の媒 質が,原点を中心として, y軸上で振幅 0.20m, 周期 2.0s の単振動をする。x=0 の媒質が, 原点をy軸の正の向き に通過する時刻をt=0 として,次の各間に答えよ。 (1) x=0 の媒質の変位が, はじめに y=0.20mとなる時 刻もは何sか。 yIm] 0.20 x[m] -0.20T S100 (2) (1)における媒質の位相と, 最初に逆位相になる時刻なは何sか。

この問題教えてください。 答えは書いてあります。

5. 図のような回路で、発電所から家庭側へ IAA] 変圧器 Re 変圧器 5,0%104 (kWの電力を送電する。 次の問いに答えなさい。 送電抵抗 Ve 発電 ただし、変圧器での電力損失は無視できるものとする。b、 送電 家庭 PIW) (ア) 送電線の全抵抗が 80 [Q] で送電電圧が2.5×105 [V]のとき、 送電線全体で 失われる電力はいくらか。 InAAAA 3,2x 10°kW (イ) (ア)と同じ材質で同じ断面積の送電線を用いるが、その長さを4.0倍にするとき、 送電線全体で失われる電力を(ア)と同じにするには、送電電圧をいくらにしなければ ならないか。 259 312I 312t 3 2 [)。xo'g1 750000 ツ uw uut

線の引き方がわからないです。 どこから向きなどがわかるのですか？

4直線電流のつくる磁場の合成 十分に長い2本の導線 A. Bを平行に張る。A. Bにはそれぞれ図で示した向きに(A]の電 流を流した。点Pでの磁場の向きと強さ H(Am)を求めよ。 ただし, ○は紙面婆から 表の向き、Sは紙面表から裏の向きを示す。 また,円周率をェとする。 図のように、 B P 例題 鋼 A,Bを流れ る電流がそれぞ 0 0 れ点Pにつくる 磁場は右ねじの 法則より、それぞ れ AP, BP に垂 直である。Ha H,の強さ HA[A/m], Hg[A/m]は等しいので、 合成される磁場の向きは図のように, x軸の 負の向きになる。また, APAB は正三角形な 向き: H: A B P ので、9=30° よって Ha=Hg= より 2元d 3L(Am) H=HAcos0×2= 1 cos 30°×2= 2元d 2cd (補足)0はそれぞれ次のようになる。 ○同じ向きの電流の場合 ○逆向きの電流の場合 向き: H: P A B A B 2a+y=90° …① a+y+0=90° ② O.の式より ==a 0=a+y …O α+8=2a+y=90' …② の式より B=a+y …③ 0.O式より 0=B --千1 B B d 向き: H: 向き: H:

94の(7)ですが、うなりだけでなく、経路差による波の干渉は考えなくて良いのですか？

スのとが預で 光線の 75 時間 3 Sから出た光の振動数を了, Hから遠ざかる M, に届く光の振動数をと 変位 おくと,「ロ=A」とドップラー効果の式より (図b) ア-- (6 M から反射される光の振動数を f"とおくと、 図cと(5)の結果より 2月.dcosr= COSアーT-sin'r=,/1-/sini)=n-sin'i これを(6の結果に代入すると 2md-sin (8) 入射角i=0° のときに干渉光が明るくなるので,(7)の結果より 2dm-sin'o"=2md (m+ "'Si<90° の範囲で, iを大きくすると光路差2d\n-sin'i は小さくな るので、i=i のときに干渉光が明るくなる条件は 24/m-sini-(m-- 速度 (7)「sin'0+cos'0=1」の関係と(⑥式よょり C-u .c-u_c-u, c+ 入 No ni /m+ よって 2d/n"-sin'i-(m+)a /"=D£ c+u Mが普調者 7 M から届く" の光と, Maから届く子の光が干渉して、黄の場合のうなり 質量 図b カ ……の n当する現象が起きたと考えられるので, うなりの 重力ー 垂直林 20 C+p Tア-| C+u a 2 c 弾 よって,求める周間は M,が“光高 82 05 (スリットによる光の回折) 動摩 ただし、の式より i=0, m=0 では光路差は今となり, iを大きく」ナ。 スリット周隔の最大公約数を考えてみる。 静止 1(4)2離れた波源からの光の弱めあいと、2離れた波添からの光の弱めあいを考える。 1図aより,2つのスリットからPに達する光の光路差は wsin0 である。 慣性 光ま ときに次の極大点をとりえないので,mèl となる。 (2 度 折理 の,6式より 2dVn?-sin'i 2nd m-7 て変 6で初めて弱めあう条件より wsin0,=ー のでは1次の強めあいであるから フモー m+ O1 g2) て よって sin0,= 20 2m-1 Vn"-sin'i (ただし、m=1, 2, 3, …) よって 2m+1 sin0 (整理すると(2m+1)'sin'i,=8mn,") よって sin= た wsinの=0+1×A 03) 薄 12) 2つのスリット間隔は, 30d, 45d, 60d,-75d, 90d, 120d, 135d, 180dの 組合せが考えられる。これらの最大公約数は15d となるから。 15d-sin6,=0+1×iの関係が成りたつとき,それぞれのスリットからの半 図。 中奈A 30dsin8,=2入 45dsin6=32 などとなり、すべてのスリッ トからの先が強めあう。 中※B(参考) N==1 (国9) 暗。 94(マイケルソン千渉計) い A4) (3 (4 え よって sin,= 「15d (3)絶対屈折率nの媒質中では, 波長は一倍になり,光にとっての距離である光学距離はn倍になる。 (6) M.はドップラー効果によって光源が発した振動数とは異なる振動数/'の光を受け取り, その/の光を反射する Mは動いているので, さらにドップラー効果が生じて, D にはS'とは異なる振動数" の光が届くことになる がすべて強めあう#A←。 n 一度 薄膜 次に して入! 射するう ラス板の 3 N=2 (図 10)の場合, 一離れた波源(例えば、 (5 2 の場合 = と考えて、弱 QとQ, Qa とQ)からの光が弱めあう条件は 入※B- 「D (1) ある点と1波長分離れた点の位相差は 2xであるので, 距離 /離れた地点で めあう条件は sing=-- 22 の位相差は 2元ー よって sin0,=ー sin0 DD'D'D一 44 4 (2) 2つの光線の経路差は 2L,-2L2 であるので, これが①式の!にあたる。 離れた波源(例えば, Qi と Qa, Qaと Q)か トD。 5) 中華C 弱めあう条件は x 2(Li-L)_4x(L-L) え の千渉を であると X5) 薄膜の よって 2x×- らの光が弱めあう条件は 図b dsin0=なので、 dが大 きいほうがsin@が小さく。 ゆえに0も小さな値となる。 ※A 別解 ガラス中におい (3) 厚さdのガラスを透過するときの光学距離は nd なので, ガラス内の往復 で生じる光路差は2nd-2dとなる。これが①式の!にあたる。 22※C= D て,波長は4になるので sin 0= よって sin0;=- よって 2x×2nd-2d_4xd(n-1) ※A← (図a),位相差の変化量は 4 N=1 のとき, 離れた波源の組合せで初めの弱めあいとなり, N=2 の D 中※D 2d 2ォー -21 ときも N=1 の場合のように, (4) M. と Ma が静止していたとき2つの光線はDで同位相であったことから, m(m=1, 2, 3, …) を用いて, ②式より 4z(L-L)。 Q.Q Q.9 離れた波源の組合せで初めの弱めあいと なった。一般に,スリットを2N(Nは大)等分した場合,N=1 の場合のよ n 4元d(n-1) =2xXm うに、号離れた波源原の組合せで初めの弱めあいとなるから#D* D 図のように、号離れた点. A6 一方、M,をだけHに近づけたとき, 2つの光線が初めて逆位相になった とすると, M,とHの間の距離は Lー41になっているので 4z(L-I-L)_4x(L:-La)_4x4 Qで光が弱めあうとすれば、 少し隣にずれたQ、で も同様に光が弱めあう。つま え よって sin,= D また、N=2 の場合のように, =2x×m-π 離れた波源の組合せで, 次の弱めあいとな| スリット内の号度れた点 るから sina- からの素元波どうしがすべて 弱めあう。 波長 入 以上2式より , 4元A ニ=x よって 4l=4 2入 よって sins== 図』 D 102 物理重要問題集 物理重要問題集 103 (5)新

(2)の問題で質問です。 どうして、0.10sに注目してるのですか？

例題23 定常波 >70, 75 図は,振幅と波長がそれぞれ等しい2つの正弦波が 一直線上を反対向きに,同じ速さ 0.50m/sで進んでい るようすを示している(実線が右向きに,破線が左向 きに進んでいる)。次の問いに答えよ。 (1) 図の時刻から0.10s後, 0.20s後に観測される波形 (2つの波を合成した波形)をかけ。 節の位置を,0ハe\0.40mの中からすべて選べ。 0.20 O 0.10 -x[m] -0.10 0.20 -0.40-- -0.20 Cこか ホイント 実線の波は右に進み, 破線の波は左に進んでいる。波の速さをひとすると, 時間t経 過後は波をtだけ進ませればよい。 その後, 重ね合わせの原理によって合成する。 ◆解法◆ (1) 0.10s経過した場合,それぞれの波は )mだけ左右 0.20s経過した場合は 1( に動かして合成すればよい。重ね合わせの原理で合 成すると,次のようになる。 x= vt = ア( )× 0.10 = 0.050 [m] だけ左右に動かせばよい。したがって, それぞれの 波は下図の実線と破線になる。重ね合わせの原理で 合成すると,次のようになる。 g(m] 0.20 0.10 g(m] -2[m] 0 -0.10 0.20 0.20- 0.40-- -0.20 0.10 0.20 -2[m] 0.40 (2) 0.10sにおいて振動していないところは, 常に振 動していない節となっている。したがって, 0 -0.10 闇 0.050m, 0.15m, 0.25m, 0.35m -0.20

この右上の図はなぜt=0のときの波だとわかるのですか？ Pに波の先頭（端）があるからってことですか？基本的なことが理解できてない気がします😢 例えば、写真2枚目ようなグラフだった場合、t=0より前だということであってますか？？

) N つ正の万向に75 m 離れた位置に,自由端反射をする反射板R をx軸に垂直に置いた。 AR間で合成波を観測側したところ, 振幅が0 となる点が複数あった。この内, Aに最も近い点はAから何 離れ ているか。 4 (東京理科大) 71* 国 図は縦波を表すグラフである。 x 軸は媒質のつり合いの位置を, y 軸 は左右への媒質の変位(右方向を正)を 0.14y [m] P 三2-10 1 2 3 x 表す。 0.1 波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先 端が自由端P(x=5mの位置)に達した時刻をt=0sとする。 (1) この波の周期はいくらか。 ¥(2) t=0sにおいて, 媒質の密度が最も疎である点のx座標を図の範囲 で答えよ。 X (3) 右方向の媒質の速度を正として時刻t=0sにおいて, 各位置にお ける媒質の速度uの概略を, 図の範囲内でグラフに描け。 (4)ア) この波が自由端Pで反射して, 反射波の先端が点x=0mに達す る時刻を求めよ。 XX(イ)その時刻において, 図に示す各位置での変位をグラフに描け。 x(ウ) x=0mにおける媒質変位の時間変化を 0St<4.5sの範囲でグ ラフに描け。 (5) Pが固定端の場合について, 前問(イ), (ウ)のグラフを描け。 (名古屋市大+信州大) 72 x 軸に沿って正弦波が伝わっている。図1は時刻t=0 [s] における 波の変位yの空間変化, 図2はx=0 [m] における波の変位yの時間 変化である。 (1) この波の振幅, 波長, 周期, 振動数, 速さはいくらか。

この問題の（2）の答えがなぜこのようになるのか教えください。

衝の 上 <疲約必画傘の周の中持てd ⑦) せ笑い怠sZ洛の還の四怪っd (人) "みほマイのえるSYOの 昼華IT/重 "や@ボういとう号自のと 6 の※タミ秋 の呈マタンsedQ六7現kをO “も洒2の導>沖 マハ征箇<科才 つイテ“をるとを0うっフ葉る 車最立でら最 叶是3ゴ男培の。06 坪田ネさ の 民>\い魏え①婦の %” そさ聞の 7 表

このaとbのグラフはどうやって求めているのですか？

にデ座是7 に加速されていることがわかる。また, 写真から 2-7図を 49 ⑤のような傾きが一定の直線が得られる。これは. 筐 速度直線運動をしていることを表している。 ^カの かく< と b 10 仙還が ZN ビバハブ内 Oり7) 記 51 ③⑥のようになる とで, 加速度の大き 図⑦⑤@のようになり, 加速度の大き り始めた 点を原 ら図48 同じ質量の模型貨車を力を変えて 点とした ときの位置を表す(図 50 も同じ) 。 ストロボの発 0 1 。 2 2環凌4 引く力の大きさの比き ーー 引く運動 ストロボ写真上の数字は, 距離をは) 光間隔は 0.10 秒。 〇図49 加速度と 引く力の関係 (質量一定) 図 48 から各区則の 〇図50 一定の力て は図 48 ④と同じ(ここ ※図 505のときの質

運動量保存保存の法則を使い、X成分とY成分に分けて解くところまではわかりましたが、そのあと式にすることができません、よろしくお願いします！

まる。 っWo 142ょ運動量の保存 水の上でA君と きんがスケー の nn 委呈語。 の 電和あ(sr0D751で揚 の生に世だ生きた所AOiの0B所抽Pyと ピ ろ。 2 人は北向きに進んだ。 摩擦の影響が無視で きるものと すると。 手をつなぐ前の B の速る と手をつないだ後の 2 人の 速さはそれぞれいくらになるか。

教えてください

中 周 較 葉呈財 加水の状態変化と比熱価銅製の熱量計に 氷 100g を入れたところ, 全体の温度が ー20 て になった。この熱量計に に 200J の割合で熱を与え続けたところ, 全体の温度はグラフのように変化 与える熱以外に, 外部との熱の昌 , 1 秒間 し8g HH入りは ないものとし, 次の各間に答えよ。ただ し, 水の比熱を 4.2J/(g・K) とする。 (1) 0での氷100gが融解して, 0Cの 水になるのに必要な熱量は何 J か。 (2) 熱量計だけの温度を, 1C 上昇させるのに必要な熱量は何 J か。 (3) 氷の比熱は何 J/(g・K) か。 民月N (2) 200一295 秒の間に与えられた熱量は, 水と熱量計の温度上昇に使われている。 50 100 150 20005507 5 時間【s)