この問題の問3、4、5の解説をお願いします 答えは全て4です

武蔵野大全学 のある時刻における山の波面(実線), 谷の波面(破線)を表したものである。 振幅 A, 波長入の水面波を送り出した. 図は, 水面全体に広がった同心円状 水面上のLだけ離れた波源 S, S, を同振幅, 同位相,同振動数で単振動さ。 84 2021 年度物理 武蔵野 (解答番号 13 る-C 【問題3】次の文章を読み,間1から問5に答えなさい。 a L s! い と 美s ではねかえっ 図 問1,図において S, の位置には S, からの波の山の波面が、S,の位置にはS, か らの波の山の波面がある. S,. S2からの波の波長入にっいてLを用いて表す 式として,最も適当なものを, 次のうちから一つ選び, 番号を答えなさい。 13 問2水平 街突時の速度の 3 入=4Lちから の入=L 2 入=2L び。 のスー号 6 ス=ム 開2 次の文章中の空欄[ア ],[ イ),[ウ]に入れる式の組合せとして最 楽() も適当なものを,下のうちから一つ選び,番号を答えなさい 14 水面上では、波が強め合うところと,弱め合うところができる。この上うに [ウ)である。 ら

全くわからないので答えと解説お願いします。波の問題です

波動の練習問題 問1 定常波 y(cm)1 図のように,波長(8.0cm) と振幅(1.0cm) がそれぞれ等しい2つの正弦波 A(実線), B 1 B(破線)が,x 軸上を互いに逆向きに同じ速 さで進んでいる。 これらの波が重なりあう x(cm) 810/12 6 と,定常波ができる。 (1) 図のときの合成波の波形を書き入れよ。 (2) 4分の1周期の間に, それぞれの正弦波は何 cm進むか。 (3) 4分の1周期後の合成波の波形を書け。 (4) 定常波の振幅は何 cm か。 (5) 腹の位置のx座標を, 0SxS12.0 [cm] の範囲ですべて求めよ。 (6) 節の位置のx座標を, 0Sx<12.0 [cm] の範囲ですべて求めよ。

⑴と⑵両方お願いします🙇🏻‍♀️🙇🏻‍♀️

【演2】弦の一端をおんさに固定し、 他端におもりをつるしておんさを振動させたところ、図のように腹が 3個ある定常波ができた。 (1)腹が2個の定常波にするには、 弦の長さしを何倍にすればよいか。 こ -倍 (2) おもりを軽いものに取り替えたら、腹が6個の定常波ができた。 最初のおもり (腹が3個のとき) のときの弦を伝わる波の速さに比べて、 腹が6個のときの弦を 伝わる波の速さは何倍か。 3一2

波 (3)Cの水位 Bが山でCが0なのはわかるのですが、3枚目の白丸のどこがCなのかどうやったらわかりますか、、？？ どなたか教えて下さると幸いです🙇‍♀️

に沿って水面の動きを調べたところ, 二つのスリットから出た波が弱め合って、水位 がほとんど変化しない場所が二つだけ見つかった。そのうち, Siから違い方を Al, S, 98 第3章 波 77 12分-20点】 12/31 水面波の干渉について考え -12.0 cm る。 Cの水位 2 図1のように,一定波長の平 面波の水面波を, 波面と平行に 並んだ問隔5.0cmの2つのス リット Si および S: を通して千 渉させた。Si を通り, Si と S2 を結ぶ直線に垂直な直線S;T 平 A,の水位 1 5.0 cm 水 の 位0 波 水 水 の 位O 0.05 0.1 -t[s] 0.05 0.1 位0 -t[s] 0.05 0.1 図1 ん 水 水 6 位0 水 6 位O、 0.05 6.1 に近い方を Azとすると, Si から A」までの距離は 12.0cmであった t[s] 0.1 t[s] 0.1 位の 0.05 -t[s] 問1 距離 S,A, と S:A」 の差は, 波長の何倍か。 倍また、距離 S,AzとSzAo 1 の差は,波長の何倍か。 2 倍 水 水 の 水 9 位0 0.05 0.1 0- 1 5 4 t[s] 位0 0.05 0.1 t[s] 4 位O 0.05 0.1 8 2 問2 この水面波の波長はいくらか。 cm 0 1.0 ② 1.2 3 1.4 の 1.6 6 1.8 開4 この水面波の進む速さはいくらか。 6 2.0 |cm/s 0 10 の 15 20 の 25 6 30 次に,図1に示す Si と S:の垂直二等分 線上の点BとCで, 水位の時間的変化を 観察した。Bでの水位は, 図2のような時 間的変化をした。Bでの水位が最高になっ た時刻=0 において, Cでの水位は A」 で の水位と同じであり, Bと Cとの間隔は およそ0.5cmであった。 水 水に、図1のスリット Siは固定したまま S2 を動かし, S; と S2の間の問隔を広げ った。そして,水面波の波長を変えずに, 2つのスリットを通して干渉させた。 問5 このとき,直線 SIT上での, 水位がほとんど変化しない点の個数とその位置 の変化について正しいものを一つ選べ。 0 AはSiに近づき, 点の個数は変わらない。 0 A,は Si に近づき, 点の個数は減る。 0 A.は動かず, 点の個数は増える。 0 Aは動かず, 点の個数は変わらない。 6 Aiは動かず, 点の個数は減る。 0 A」は S, から遠ざかり, 点の個数は増える。 0 Aは Si から遠ざかり, 点の個数は変わらない。 位 0.05 0.1 t(s) 図2 Bでの水位の時間的変化

波 ○S1,S2ははじめは振動するけど、お互いが干渉し合うとそのあとはずっとS1,S2m は定常波の節になって動かなくなるんでしょうか、、？？

B 図2のように, 深さ一定の大きな水槽に水を張り,水面近くで互いに5.0 cm 離れた2つの波源 S,と S, を同位相で鉛直に振動させたところ, 振幅が等しく。 波長が2,0cmの水面波が発生した。 図2の実線は, ある瞬間における, S,, S, から広がる波の山の波面を表しており, S, S, を中心とする最も小さい山の波 面の半径は,いずれも 2.0cmである。以下では, 水面波は正弦波とみなし、ま た波の減衰は考えないものとする。 19 0 の 変位 変位 山 2 C 山 S2 S S ら=れは、S,Slee考えてるから 谷 谷 谷 はたがな方向に遊む マたの役具の話し。 V 2.0 cm 変位 山 変位 「山 山 山 Sa S」 ; S2 S」 図 2 谷 谷 谷 谷 谷 問4 S,P=3.5cm, S,P=5.5cmを満たす点Pにおける振動についての記述と どを修液の腹と腹のA隔はう油の波長の士になる。 して最も適切なものを, 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 18 1,0cm 2 O図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後, Pは谷になる前に山と なる。 @図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後, Pは山になる前に谷と なる。 図2の瞬間のPの変位はゼロであり, この後も変位はゼロのままであ る。 図2の瞬間のPは谷であり, この後, Pは山となる。 図2の瞬間のPは谷であり, この後も Pは谷のままである。 - 18 - - 19 -

問3がわからないです。 答えは７なのですが、解説お願いします！

。表1の実験結果から確認できる現象として最も適当なものを, 次の0~® のうちから一つ選べ。 たすシロ 4 空気 およ の ドップラー効果 の 回折 加す 0 うなり 極小 6 吸収 6 分散 およ 調べたところ、表1のようになった。 コー O 屈折 と @ 光電効果 O 定常波(定在波) 板 」の上にある「白」の領 囲で強め合い。その えられる。問2の強 領域のせっけん膜の 入射波の進む向き 問4 電波の波長はいくらか。最も近い値を、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 はもっけた 5 mm d う条件により、その 0 10 の 20 30 @ 40 6 50 60 図 3 の上に「黒」の領城が は弱め合い。強め る。「白」の下の「編 表 1 =1として、d=- 88 90 92 94 96 98 る「黒」の領域のモ 十分に薄いもの 距離 d(mm) 82 84 86 電圧 V(mV) 20 38 94 152 157 130 61 135 94 距離d(mm) 100 102 104 106 108 110 112 114 116 板で反射波し 互いに逆向き 波(定在波) う位置と弱。 立置(腹)。 安の半波長 電圧 V(mV) 10 30 85 130 160 160 101 41 18 距離d(mm) 118 120 122 124 126 128 130 132 134 電圧 V(mV) 77 128 160 160 129 98 25 57 113 同様な重 金国

なんでt=1/4fのときを考えるのかが分かりません

と左に進む正弦波の変位 y: (破線)を, 位置* の関数として表したグラフで :物理/本試験(第2日程) イ に入れる式と ア 号の組合せとして最も適当なものを、次ページの0~®のうちから一つ選 べ。 18 |に、定常波は波長も振幅も等しい逆向きに進む2つの正弦波が重なり つて生じる。図3は, 時刻t=0の瞬間の右に進む正弦波の変位yi(実線) と左に進む正弦波の変位y.(砂畿)を. 位置xの関数として表したグラフで 波長を入, 振動数をfとすれば, 時刻tにお ある。それぞれの振幅を A。 2 けるyiは、 06S 000 カ=今m2(n-号) A。 sin 2 πft 120 00E と表され,ya は, y2= ア と表される。図3の イ は,ともに定 常波の節の位置になる。 y さ最4 sH国料 本 A。 2 Y2: Ao. 2入 2 b OlaTSb

これの閉管が共鳴を起こすのが3回になるのはなぜですか？ 色々書き込んでしまってます🙇‍♀️

とすると, である。 問4 5 正解 3, 6 正解 3 L 開管A と閉管Bの長さをLとする。 開管 A内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき,管の両端を腹とする 定常波が生じる。図1-4(a)は開管 A内の気柱の基本振動(節は1個)の様子を示 している。この基本振動数は foに等しい。 図1-4(b), (c)は, 開管 A内の気柱が 固有振動をしているときの様子を示している。それぞれの節の数は2個,3個であり, 1 3 (e)X 波長は基本振動の一倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順に2fo, 3fo となる。 図1-4 閉管B内の気柱が音源Sに共鳴して固有振動をするとき, 管の開口端を腹,閉 口端を節とする定常波が生じる。図1-5(a)は, 閉管B内の気柱の基本振動(節は 1個)の様子を示している。 この定常波の波長は図1-4(a)の 2倍であるから,振 L 動数は- 6である。図1-5(b), (c)は, 閉管B内の気柱が固有振動をしていると きの様子を示している。それぞれの節の数は2個, 3個であり, 波長は基本振動の 1 x 3 「 倍,一倍である。よって, 固有振動数は, 順にん。んとなる 5 2 2 音源Sの振動数を0HZから 3f0に大きくするとき, 開管Aと閉管Bはともに 3回共鳴する。 図1-5

物理基礎の問題でλを求めるのですが③の式は出来ました。ですが、答えが求められません。 回答よろしくお願いします

(12)両端を固定した長さ 0.80m の弦がつくる定常波のようすを波長の長いものから4つかき, その定常波の波長 入 [m] を求めよ。 70 の 0.8×2=7.6(m] 0.8[m] 3 2 0.6×テ0.4 Cm] C-8X 5

4番です。 なぜ再び共鳴するときは５倍振動の定常波が生じているときなのですか？

口笛は,気流の乱れによる音(カルマン渦)が, 口内の空気と共鳴して "ピー という音になる »236||237||243 スピーカー 右図のような気柱共鳴実験装置で, ガラス管の管口から少し はなして上方に取りつけてあるスピーカーから一定の振動数の 音を出しておき,ガラス管に満たした水面を徐々に下げていっ たところ,気柱の長さがLのところで初めて大きな音が聞こ えた。さらに水面を下げていくと, 気柱の長さがLのところ で再び大きな音が聞こえた。音速を1Vとする。 (1) 管内の音波の波長入をL, Laを用いて表せ。 (2) 開口端補正4Lを入, Lを用いて表せ。 (3) スピーカーから出された音の振動数子を1V, L, Laを用い て表せ。 例題56 気柱の共鳴 (4) Leよりも水面を下げていき, 再び大きな音が聞こえたときの気柱の長さLを L, Lを用いて表せ。 解答(1) 図1のように,気柱の長さがL. Leのとき, 波長入 の音波によって,管内に定常波ができているとすると, センサー 78 気柱の振動 管の開口端…定常波の腹 管の閉口端…定常波の節 L-ム=ラ A 図1 よって,え= 2(L.-L) (2) 図1より, TAL “右図が2つで 4L=ーム 半波長” “右図が4つで 1波長” (3) v=fA より。 2 V. f=ス V 2(L-L) (4) 音の振動数は変わらないので, 波長もその ままである。再び共鳴して音が大きくなるの は,図2のような5倍振動の定常波が生じて いるときである。このときのLは今の5倍 図2 センサー79 弦や気柱には固有振動数 fm(m=1, 2, ……)があり, 外部からの振動とそのどれ かが一致すると,共振(共 鳴)する。 から4L をひいたものであるから, L=×5-4L= 2L,-L 4 ベマ