Question

HIMA

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

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(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

ているか。
*基 図は縦波を表すグラフである。
☆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。
波は右へ速さ2m/sで進み, 波の先
最も近い点はAから何m離れ
(東京理科大)
0.1 y [m]
P
-2-1 0 1 2
-0.1-
/ 3 4 5 x
25
[m]
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。
(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。
(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。
(ウ) 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(イ) (ウ)のグラフを描け。
(名古屋市立大 + 信州大)