物理基礎です x＝⒌0で節になる理由と、問5の解説お願いしたいです🙇‍♀️

物理基礎 化学基礎 生物基礎/地学基礎 出題範囲 物理基礎 B 軸の正の向きに速さ 2.0m/s) で進む波長4.0m, 振幅1.0mの正弦波がある。 図3は、時刻 t =0sにおける入射波の波形であり,位置x[m] における媒質の 変位y[m] を縦軸にとっている。 この波はx=6.0m の位置 Aで自由端反射され, 反射波は時刻t=0s から生じる。 反射によって正弦波の振幅が変化することはな いものとする。 y [m] PA=X=4.0m 2m2mm 物理基礎 化学基礎 生物基礎/地学基礎 出題範囲 物理基礎 問4 位置 x=5.0m における媒質の変位の時間変化を表す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。 10 ① y (m) y (m) 2.0- 2.0 1.0- 1.0 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 0- -t [s] 0- -t [s] -1.0- -1.0- -2.0- -2.0 1.0 0 4.0. √x (m) ④ 2.0 640 y (m) y [m] -1.0 60mの 50m 自由端反射はこれで 2.0 2.0- 1.0 1.0- 合ってますか?? 1.0 0 3.0t[s] 0- 1.0 1.0 2.0 3.0/ -t[s] 図 3 -1.0- -1.0- B -2.0 -2.0 問4点A(x=6.0m)で時刻 f=0sに生じた反射波が位置x-5.0 mに到達する時刻は, 6.0 m-5.0m 2.0 m/s -0.50 st x=5.0m における媒質の変位は, t=0.50 までは入射波のみ の変位が見られるが, t=0.50's 以降は入射波と反射波が重ね合 わさり、 合成波の変位が見られるようになる。 この合成波は定在 波(定常波)であり,点A(x-6.0m)は自由端であるから、定在波 の腹になる。 定在波では,となり合う腹と腹,節と節の間隔はそ れぞれ 12/23 波長であり、となり合う腹と節の間隔は 1/12 波長であ る。 本間では波の波長 4.0m であるから,腹となる点Aか ら 11.0mだけ離れているx=5.0m は定在波の節になる ことがわかる。 そのため, t=0.50 以降はつねに変位0 となる ので、正しいグラフは①となる。 10 の答 ① 問5 問4で触れたように, 入射波を反射波が重ね合わさると定在 波が生じる。x=5.0mがであり、12=2.0mの間隔で節が存 在するようになるので, x=5.0m,3.0m, 1.0m, -1.0m... が 節となる。 したがって, 0<x<4.0mの範囲においては,節は 1.0mと3.0mの2点である。 11 の ⑤ 14-> 生じた定在波の図形が書けず! 図5では腹なのにつ XC=5.0mで筋になる理由を 教えてほしいです。 y [m] y(m) 2.0 2.0 1.0 0 ✓ 1.0 2,0 1.0 2.0 \3.0 t(s) 0- -t(s) 1.0 -1.0- -1.0- -2.0 -2.0 間ちがわかりません 問5 反射波が十分に遠くまで伝わったとき, 0<x<4.0m の範囲において定在 〈波(定常波)の節となっている位置のx座標として最も適当なものを、次の① ⑦のうちから一つ選べ。 ① 1.0m のみ ④ 1.0mと2.0mの2点 11 ② 2.0mのみ 2.0mと3.0mの2点 <-15-> 3.0mのみ ⑤ 1.0mと3.0mの2点 1.0mと2.0m 3.0mの3点

物理 （4）（ウ）についてです。 媒質変異とは普通の変異と何が違うのでしょうか。

74 * 基 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 表す。 (大波は右へ速さ 2m/sで進み,波の先 0.14y[m] (東京理科大) -2-10 1 2 3 -0.1 端が自由端P(x=5mの位置)に達した時刻をt=0 s とする。 (1)この波の周期はいくらか。 5 P x [m] (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。 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。 (4X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。 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=0mにおける媒質変位の時間変化を 0≦t≦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 X」のグラフを描け。 が起こった (名古屋市立大+信州大)

（1）で、なぜ定在波が重なるのかがわかりません！教えてください！

120定在波(定常波) 振幅1cm, 波長4cmの2 つの連続する正弦波が, x軸上を互いに逆向きに速さ 4cm/sで進んでいる。 図は, 2つの波の時刻t=0s の変位を表している。 これらが重なって定在波がで きる。 x = 3,4,5,6cm の各点について, 次のものを 答えよ。 y[cm] 4 cm/s 1 O ・1 17 (cm) 4cm/s (1)t=0.25s の定在波の変位 (2) 節か腹か (3) 各点での定在波の振幅 3,例題 30 ヒント (2) t=0.25sの定在波の波形で判断。 (3) 各点での変位の最大値

イについて教えて欲しいです！ 弦の振動は弦の中央部分において、基本振動では腹2倍振動では節になるみたいな感じで理解していたのですが、この解説はどういうことですか？？

第3問 次の文章を読み, 後の問い (問1~5)に答えよ。(配点25) る 図1の装置を用いて, 弦の固有振動に関する探究活動を行った。均一な太さの一 本の金属線の左端を台の左端に固定し、間隔Lで置かれた二つのこまにかける。 金属線の右端には滑車を介しておもりをぶら下げ,金属線を大きさSの一定のカ で引く。金属線は交流電源に接続されており,交流の電流を流すことができる。以 下では,二つのこまの間の金属線を弦と呼ぶ。 弦に平行に軸をとる。 弦の中央部 分にはy軸方向に,U字型磁石による一定の磁場 (磁界)がかけられており,弦には 電流に応じた力がはたらく。 交流電源の周波数を調節すると弦が共振し, 弦にでき た横波の定在波 (定常波) を観察できる。 時刻 台 y x 5 交流電源 LA 140 S < A 図 1 Av 大き 00 Am 滑車 M おもり 0

設問4のイの解説がわかりません。その後定常はの節となるとはどういうことですか、節っていうのは部分的にできるものじゃないんですか？

へ現伝 (ウ) 0≦t≦2.5sでは入射波だけによる (4)(ア) 波の先端がPから5m戻れ (イ) t = 2.5sでの入射波は5m平行移 動して右の実線のようになり、 反射波 は点線のようになる。 x < 0 には反射 波が達していないことから、波の重ね 合わせの原理より合成波は赤線のよう になる。 0≦x≦5 では定常波ができ, x=0 は節となっている。 0.2 0.1 www 0 2 合成波 -入射波 3 44 E -0.1 反射波 A-0.2 なるから変位は常に0となる。 (5) 固定端は節であること,節と節の間隔 は入/2=2m であることから x = 0 は腹 になり,大きく振動することに注意する。 振動であり,それ以後は定常波の節と0.13 Ay[m] 0 2 4 t(s) -0.1 +3 +2 I (1) (ウ) y [m] 入射波 ・反射波 Ay [m] 0.2 0.1 0.1 -2 -1 3 5 x [m] 0 -0.11 腹 腹節 0.1 e 定常波では,波が消えたか のように見える一瞬がある 0.2 4 t(s) 75 (1) 波形を表している図 1から振幅は5×10-3m, 波長は入=2×10mmと では媒質の振動を表す図2より, T=4×10-'s と読

密度の変化が最大のところはどのように考えれば分かりますか？？教えてください！

物理 第3問 次の文章を読み,後の問い(問1~5)に答えよ。(配点 2 図1のようにx軸上に音源があり,一定の振幅および振動数の音波を発している。 原点での音波による空気の圧力変化の時間変化は図2のようになった。ただ し,音波が存在しないときの圧力変化を0として圧力が高い場合に4p>0,低い 場合に⊿p < 0 とする。 音源 MA x N 図1 4p 0 AA A to ・時刻 図 2

高校物理の波の問題です。(イ)にも○がついていますが、(ウ)と(５)をお願いします 特に解答の下線部や(５)の(イ)のx<0の部分がなぜそうなるのかがわかりません

62 (4) (ア) 波の先端がPから5m戻ればよいので 5m÷2m/s=2.5s S (イ) t = 2.5s での入射波は5m平行移 動して右の実線のようになり, 反射波 は点線のようになる。 x < 0 には反射 波が達していないことから, 波の重ね 合わせの原理より合成波は赤線のよう になる。 0≦x≦5 では定常波ができ. x=0 は節となっている。 Ay [m] 0.2 -2 -1 10 1 0.1 合成波 - 入射波 20 +3 -0.1 反射波 (ウ) 0≦t≦2.5s では入射波だけによる 振動であり,それ以後は定常波の節と なるから変位は常に0となる。 -0.2+ Ay[m] 0.1 0 1 (5) 固定端は節であること, 節と節の間隔 は入/2=2mであることから x = 0 は腹 になり、大きく振動することに注意する。 (イ) +2 3 -0.1 (ウ) y [m] 入射波 ・反射波 Ay [m] 0.11 0.2- 0.1 -2 -1 3 5 x [m] -0.1T 0 1. 2 3 腹節 腹節 腹 節 -0.1 定常波では、波が消えたか のように見える一瞬がある -0.2 4

高校物理基礎です 0,2,4,6,8,10が節だと思ったんですが、1,3,5,7,9が節になるらしくそうなる理由を教えてください🙇‍♀️

[知識] y[m]↑ A 0.3 0 347. 定常波の腹と節 振幅 0.3m, 波長4 mで, x軸を正の向きに進む正弦波Aと, 負の向きに進む正弦波Bがある。 彼は無限 に続いているが, 図には, それぞれの正弦 波のようすを1波長分のみ示している。 A, -0.3 Bの合成波は定常波になる。 (1)0~10mの範囲で,節の位置はどこか。 JAL -B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2)0~10mの範囲で,腹はいくつできるか。 また, 腹の位置の振幅はいくらか。 ヒント それぞれの波が進み、 同位相で重なる点が腹, 逆位相で重なる点が節となる。

私が選んだ選択肢は5で、正解は6でした。 一枚目の下図のように同じ波がoとqから出て互いに向かって出ている状況を想定して、qの波の位相は遅れているから波が左側にずれて(点線の波)、それに伴い山の位置も左側にずれると考えたのですが、どこが間違っているのか教えていただきたいです。

y 0 問5 次に, 反射板を取り除き, 点0にある振動装置と同じ装置を, x軸上の x = L の点 Qで水面に接触させる。 2個の振動装置を同じ周期,同じ振幅,同 じ位相で作動させると, x軸上の 0<x<Lの範囲には定在波(定常波) が生じ た。その後,点Qの振動装置の位相をずらし, 点Qから出る波の位相が点0か ら出る波の位相に比べて少しだけ遅れるようにした。 このとき, OQ間の定在波 がどのように変化するかについて述べた文として最も適当なものを,次の①~⑥ のうちから一つ選べ。 17 ①定在波の腹の振幅が少しだけ小さくなる。 定在波の腹の振幅が少しだけ大きくなる。 ③定在波の腹と節の間隔が狭くなる。 ④定在波の腹と節の間隔が広くなる。 ⑤ 定在波の腹や節の位置が全体的に少しだけ点0側に移動する。 ⑥定在波の腹や節の位置が全体的に少しだけ点 Q側に移動する。

この問題の4番について質問です｡振動数はおもりの重さによっては変わらないとあるのですが，なぜですか？ おもりの数が多いほど，弦が張ることになるので，音が高くなると思ってました｡（ギターみたいな感じで）

(3) Hz である。 また, a=35cm をそのままにし, おもりを4倍に増やし たとき, 弦は共振しなくなった。 弦を再び共振させるには,Bを 少なくとも (4) cm 右に移動しなければならない。 64 弦の共振 全体の長さが120cm 質量 1.8g の弦の右端に滑車を通して質量 6 kgのおもりをつるし,振動源Sによって弦を振動させる。 この弦は, コマBを動かすことにより任意の一点を固定できる。 弦の張力はどこ も同じで,振動する AB間の距離をα, 重力加速度を10m/s2とする。 問1 コマBを適当に動かすと, a= 30cmで弦が共振する。 さらにB を右に移動していくと, a=35cm で再び弦が共振する。 したがっ て,弦を伝わる横波の波長は (1) cmであり,このときのAB 間の腹の数は (2) 1個である。 またSの振動数は (1) 振動数 fと波の速さが変わっていないの で、波長も変わっていない。 Aが節で今こ とに節があるから, Aから30cmの範囲の定 常波の様子は同じこと。 そこで,Bを右へ だけ移せば再び共振する。よって .. 1 = 10 cm 5cm ごとに腹が1つずつあるから 35÷5=7個 B =35-30 2 2 2 (2) 2 (3)密度は p = 1.8×10-3 120×10-2 B< [kg] と [m〕 を - = 1.5×10-3 kg/m 用いること v = mg P 6 × 10 V1.5×10-3=200m/s 2 もとの弦と同じ材質 同じ長さで, 直径が2倍の弦に張り替え て, αを30cmにし, おもりの質量を6kgに戻す。 このとき弦は 共振し, AB間の腹の数は (5) 個となる。 また, AB間の腹の 数を3個とするには, Sの振動数を (6) 200 v=fa より - f === 10 × 10-2 = 2000Hz (4) はじめはVP Img =fx.......① Hz とすればよい。 mを4倍にしたときの波長を とすると,fは< ①を見て,m を4 倍にすると A B 変わっていないから V p 4mg =fv.......② 2倍になると即断 したい。 S 中にス ② より 2= =24=21=20cm ① 1 (上智大) ・B' Level (1)~(4)★ (5),(6)★ Point & Hint 隔は (1) (2) 弦が共振するのは, 両端が節となる定常波ができるとき。 節と節の間 2 だから、弦の長さが1の整数倍に等しいとき,共振が起こる。 弦の長さが4=10cmの整数倍のとき共振するから、35cmより大き い次の値としては 40cm。よって,5cm 動かせばよい。 A 2 (5)直径を2倍にすると, 断面積が4倍になる から、密度も4倍になる。 波長を入とす ①からを4倍にす ③れば入は1/2倍と即 mg=fie ......③ 断できる。 ると V 40 この問題のような状況では,Sはおもりの重力 mg に より1=4 ∴ A2 = =5cm 2 12= cm ごとにあるから 30÷2=12個 は v [m/s] はv= (3) 弦の張力をS〔N〕, 線密度をp 〔kg/m〕 とすると, 弦を伝わる横波の速さ 等しい。