P-xグラフをy-xグラフに変換する時の方法を教えて欲しいです。 (1)から全てわからないです。 特に(3)のt6がダメな理由も特に教えて欲しいです おねがいします！

p-x 図について (例5)図1(上)のように原点Oにスピーカーを置き、一定の振幅 で、一定の振動数fの音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて、x軸上 の各点での圧力』の時間変化を測定する。 ある時刻において、x軸上の点P 付近の空気の圧力をxの関数と して調べたところ、図1 (下) のようになった。 ここで音波が存在し ないときの大気の圧力をpo とする。 圧力が最大値をとる x = x か ら、次の最大値をとる x = x, までを 8等分し、 X,, X2,...X, と順に定め る。 (1) x, ~ X の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している 位置はどこか。 (2) x, ~ X の中で、x軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置 はどこか。 (3) の中で、x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している時 刻はいつか。 ス 低圧、疎 →x ⁰ スピーカー (1) x6 (2) x8 (3) t2.4/1 Þ Poss xox1 X2 次に、点P で空気の圧力 』 の時間変化を調べたところ、図2のグラフになった。 圧力 p が最大値をとる t=tから、次の最大値をとる t = tg までを8等分し、有った･･･ちと順に定める。 ansfor 点P付近の拡大図 図 1 The day aft ts ta ts poss to titz 図2

正弦波の問題です。 πがなぜでてくるのかと〰️のy0の式がどうしてこうなるのか教えてください。

云わり方 ⓓ89. 正弦波の式 3分 x軸の正の向きに速さ2m/sで 進む正弦波がある。 図はx=0 における, 変位y [m]と時刻 t [s]の関係を表している。位置 x [m] における, 時刻 t[s] で の変位y[m〕を表す式として最も適当なものを,次の ① ~ ⑧ のうちから1つ選べ。 © y=0.2 sin{r(t + + )} 2 ⑤ y=0.2sin {2x(t+2x)} 変位y[m〕 0.2. . ① y=0.2sin{z(t+2x)} ② y=0.2sin{z(t-2x)} のとき、2 -0.2- mo 0.5 0. Ⓒy=0.2 sin{(t-1)} mo a. 28 m 2.01 y=0.2sinπ ⑥ y=0.2sin{2z(t-2x)}の距離にあ ⑦ y=0.2sin{2x(t+1/2)} ⑧ y=0.2sin{2x(t-005 12 3 A 14 Ando. 5 時刻 t[s] A SH 問 [2016 本試]

物理、鉛直ばね振り子の質問です。 問2の下から5行目の波線部の意味がわかりません。教えてください。

必51. 鉛直ばね振り子 0 6分 図のように, ばね定数がそれぞれ ka, kB の2つの軽いばね A, B の一端を質量mの小球につなぎ, A の他端 を天井に, B の他端を床に, ばねが鉛直になるように固定した。 2つの ばねの自然の長さの和は,床から天井までの高さに等しいものとする。 重力加速度の大きさをg とする。 問1 小球が静止しているとき, ばねAの自然の長さからの伸びはい くらか。次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 ① ② ③ mg KA+kB mg KA mg kA-kB mg_ KA mg kB-KA mg kA+kB KA+KB KA-kB kB-KA ⑤ 6 M PA mg mg mg LED 問2 その後, ばねBを突然取り除いたところ、小球は上下方向に単振動を始めた。 振動の振幅はい ち 石式 くらか。次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 KA mg (1) ① ② (3) 2 (k^+kB) mg 問3 単振動の周期はいくらか。 次の①~⑥のうちから正しいものを1つ選べ。 (1) (2) 3 27. ⑤ 2. mgk B ka(ka+kB) m g ④ ④ 2π mgka kB (kA+KB) = (N+8)S\ m V kA+kB ⑤ m KA el l l l l l l l l l l l l l UHON Aps B ⑥ ⑥ 2π m ・V ka-kB 53. イ つ選 E 数 mg 2(KA-kB) に 7 020 [1988 追試 改]

写真は波の強め合い(弱め合い)について説明しているものです。青線部に書いてあることが丸々わからないです。どういうことか詳しく解説おねがいします。

Q&A ○図を見ると山と山が重なっていない点にも強め合いの線が描かれていますね。 右の図で細い線は少し時間がたったときの 波面。山の重なりはP'へ移っているね。 そ のうちPには谷と谷がさしかかることにな る。 強め合いの線に沿って見ていくとデコボ コしてるわけだ。 一方,弱め合い線上での変位はどこも 0 で水面はじっとしているんだよ。 V 干渉 強め合いの位置というのはいつも山と山が重なってじっとしているわけでは ないんだよ。 時間を追ってみると谷と谷が重なることもあり, 振幅 2A でバタ バタ激しく動いている点なんだ。 強め合いの線 S2を中心と して広がる 一方,弱め合いは波源が山のときAに谷がいれば よい｡ S2 の山とAの谷がやがてPで出合って打ち 消すことになる。 S が山, A が谷となるためには S.A が 12/12 あるいは12/23m²であればいいね。 133 P' Sを中心と して広がる 「波紋が広がるイメージ をもって見てみよう 条件式の方は考えれば考えるほどわからな くなります。 確かに, n = 5入,r=3入のような位置では, 波源と同じ変位だか ら, 波源が山のとき, 山と山が重なり合います。 でも,. = 5.31,2=3.3 (や はり差は2入で強め合い) となると, いったいどう説明できるんですか? A まず, 波源 S1, S2 が山を出したときを考えよう。 051 MA この2つの山がやがて点Pで出合うわけではない ね。 Pに近いS2 から出た山の方が先にPに着いて しまうからね。 S2 から出た山が出合う相手, それは SとPを結ぶ線上でPA=PS2 となる点Aにいる 波だ。つまり点Aに山がいることが強め合う条件だ。 SとAが同時に山となるためにはSA=m² ほら SAこそ じゃないか。 UKA S₁ 強め合い P これらがPで重なる TEN 弱め合い P A EX S₁ S2 Q なるほど。すると, 波源が逆位相のときは, S. が山を出したとき S2 は谷を 出すと...... そうか! 距離差=m入ならAは山で S2 からの谷と打ち消し合 うし、距離差= (m+12/2) 入ならAは谷で強め合うというわけですね。

至急！三角関数のグラフ グラフを描く時の開始点の求め方がわかりません。 自分なりに調べて写真右側のように求めてみましたが、 cosの方が上手くいきません。y軸上で(θ,y)のy=0の値を求めたいのに、出た答えが山の頂点になってしまいます。どなたか教えていただきたいです！

1 (2)_y=tan(2-3) - tan — (I-3%) 周期2π、振幅/ -11° -6° 1.1 ²30 1000 300 - 50 周期 (3) y-2sin (20+)+1-25¹2 2 (0-7)+/ 3 3* *100 = 1/30°° X. 3 (0 - 1²/²3 ^²) = 0. 50-3πv=0 50 = fr 0 0 = 3r (3.0) 31 3 x 2060 - 120°

3番の縦波を横波表示する方法を教えてください

71 *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。 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。 この波の周期はいくらか。 で答えよ。 12 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 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。 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。 0.14 y[m] -2-10 1 -0.11 2 / 3 4 5 P x [m] (名古屋市大信州大)

振幅が何故こうなるのか分かりません

66 波の式 軸の原点Oにある波源Sか 振動数f, 波長の波が左右 に出ている。 S から右に距離L だけ離れた所に壁Rがあり,波 はここで振幅を変えずに固定端 反射される。Sから出る波の0 における変位y, 時刻t に対して y = Asin 2nft と表されるものとする。 (0 ≤ x ≤ L) (2) 壁からの反射波の式y2 をx, tの関数として表せ。 (x≧L (1) Sから壁に向かう入射波の式をx,tの関数として表せ。 66 波の式 COS @= R (3) SR間で,合成波の変位は次式のように表される。 y = 2A sin (イ) (ア), (イ)を埋めよ。 また, 常に y = 0 となる位置xを整数 n = 0, 1,2…)を用いて表せ。 (4) S の左側に生じる波 (合成波) の振幅を求めよ。 また, 振幅が最大 となるときのLを入, n で表せ。 (東京理科大) 187 Level (1) ★ (2), (3) ★ (4) ★★ Point & Hint 力学では単振動の式は y=A sin wt として扱うことが多い。 2π の関係がある。 T 点0で起こることは, 3 4tの時間を隔てて位 置xでくり返される。 (1) 波が原点Oから位置 xまで伝わるのに要す る時間⊿t をまず調べる。 次に, 位置 x で時刻 tのときの変位は, 0 でのいつの時刻の変位と 等しいかを考える。 (2) (1)の結果から壁 R でのy2 の時間変化がわかる。 そこで, R から位置 xまで伝 わる時間を調べる。考え方は (1) と同じこと｡ a IB cosa FB (3) 三角関数の公式 sinα土sinβ=2sin@th COS 2 (4)まず,Sから直接に左へ向かう波の式をつくる。 を用いる。

3番の縦波を横波表示する仕方を教えてください

(東京理科大 ) 71 * 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。 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。 0.14y(m) - 2-10 1 2 -0.1 ta 3 4 5 x [m〕 (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。 (ア) (4) 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。 (名古屋市大+ 信州大)

問10の振動の中心が下にずれるのは何からわかりますか？

36 単振動 ③ 図のように、 エレベーターの天井にばね定数kの軽いばねの一端 を固定し、 他端に質量mの物体を取り付けた。 ばねの長さが自然長 のときの物体の位置を原点Oとし, 鉛直下向きに軸をとり、 エレ ベーター内の人から見た立場で, 物体の運動について考える。 重力 加速度の大きさをg とする。 〈福岡大・改〉 エレベーターが静止している場合について考える。 問1 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなす と、物体は静かに振動した。 振動の中心での物体の位置zとして正しいものを、 次の ①~④のうちから一つ選べ。 zo= ① mgk ② 3 2 の解答群 ① mgk mg k 問2 物体の位置がのとき, 物体にはたらく力をk, To, πで表したものとして正しい ものを、次の①~④のうちから一つ選べ｡ ①k (x+エ) 2 -k(x+xo) 3k(x-xo) 4-k(x-xo) 問3 問2のつねに振動の中心に向かう力を何というか。 正しいものを次の①~④のう ちから一つ選べ。 ① 慣性力 ②垂直抗力 ③復元力 ④ 重力 m(g-a) k 問4 このときの振動の周期は1, 振幅は 2 である。それぞれの答として正 しいものを、 次の解答群のなかから一つ選べ。 の解答群 02x√mk ② 2π√ ②mg ma=- 2mg k 3 t₁ = と書けるから, 小物体の運動は, [④ k ③2π√ m 2mg k 2π 1 Im @ = π√ k 2 次に、エレベーターが鉛直上向きの一定の加速度で上昇している場合について考える。 この加速度の大きさをaとする。 問5 ばねが自然長となる位置まで物体を持ち上げて静かにはなすと, 物体は力のつり あいの位置を中心として鉛直方向に単振動した。 振動の中心での物体の位置とし て正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 = m(g+a) ① ② 2m(g+a) 3 k mg F=-kx+u'mg=-k(x-μ'mg) 小物体の加速度をaとすると, 小物体の運動方程式は, m 4 kx=μmg よって, In=y k 問2 小物体が座標xのとき, 小物体には水平方向にばねの弾性力と動摩擦力がはたら いているから, -kx Mo -k(エードm2) よって,a=-; k (x-μ'mg) m k _mgを中心とした角振動数 69 = I= k k mg 1 k 4 2Vm mg ~000000000000 の単振動 となる。 よって, 小物体を静かに放してから次に速度が0になるまでの時間は単振 動の周期の半分になるから, 36 問1 ② 問2④ 問3 [③] 問4 1:②2:② 問5 ② 問6 [④] 問7 ② 問8③ 問9② 問10 ⑦ より, To=22 □ k m(g+a) 解説 問1 物体が位置にあるとき物体には重力 mg, ばねの弾性力 kx がはたらく。 加速度をα とすると, 運動方程式は, ma=-kr+mg より, x+g=-- ･･････(i) 振動の中心では加速度 α が0となることから,物体はx=mgを中心 mg ......(ii) とする単振動をする。よって、 am pimg 0+ | Point 振動の中心(力のつりあいの位置) では、物体の加速度は0. 速度は最大。 問2 (ii)式より mg=kx であるから, 位置xのとき物体にはたらく力は, f=-kx+mg=-kx+kro=-k(x-xo) 問3 復元力。 物体に, 力のつりあいの位置からの変位 (x-x。) に比例した力がつねに 中心方向にはたらくとき, 物体は単振動をする。 問4 このときの角振動数を400, 周期をTとし, (i) 式を単振動の式 a=-2(x-xo) と比べて Wo=₁ Vm mg 第1章 力学 問6 物体の位置がxのとき, 物体の加速度をm, k, x, x1 を用いて表したものとして 正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 =(x+x₁) ③ -(x-x₁) @ -(x-x₁) [① =(x+x₁) ② kl m [① 問7 この単振動の角振動数として正しいものを、 次の①~④のうちから一つ選べ。 V k ② k V m m ③ /2k Vm 問8 エレベーターが静止している場合と比較すると, 周期は何倍になっているか｡ 正 しいものを次の①~④のうちから一つ選べ。 倍 01/0 31 42 問9 振幅として正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 m(g-a) m(g+a) 2m(g+a) ③ 4 k k 問10 振動の中心は, エレベーターが静止して いる場合と比べて距離 アだけ に ずれている。アとイに入れる式と 語の組合せとして正しいものを、 次の①~⑧ のうちから一つ選べ。 a₁=- m k ④2m A₁=n=" ......(iii) ① ② 問10問1 問5の結果より, X1 Xo = 3 4 ⑤ (6) 1) 8 _m(g+a)_me="k ma k m(g+a) ア mak ma 2k より、 α= = 1/² {x_m(g+a)} となるから、物体はx=m(g+α) (=z) を中心とする単振動 をする。 問6 ()式で! mota) として, k( (x-x₁)(iv) 772 問7 振動の中心を原点とするX軸をとると,X=ェーエ」 となり, (iv)式は, k 自然長の位置 (x=0) が振動の端点になる。 ma k k ma mak また, 物体を自然長の位置から静かにはなすと, 自然長の位置 (x=0) が振動の端点 になり, 振幅 A, は, Aozo- mg k ma 2k (i)式はαo=(x-xa) と書ける。 振動の中心を原点としてX軸をとる m と表せるから 単振動の式 α = ² X と比べると, 角振動数 (1) は, k an √ m 問8 このときの周期をTとすると, T=2x=2x、m=To ma k k ma と、X=ェェ。 と表され, X=0 を中心とする単振動の式はαo=wX となる。 問5 エレベーターの中で観測する人から見ると, 物体には慣性力 maがx軸正の向き (鉛直下向き) に見かけ上はたらく。 物体の 加速度をαとして運動方程式は, 1a ma=-kr+mg+ma @0₁ であるから1倍である。 問9 自然 (z=0) の位置から静かに放しているから, 振幅 A, は, m(g+a) k よって、振動の中心は距離だけ下にずれている。 イ 上 上 44 6000000000 下 下 Ima エ 下 下 8 37 問1 ③ 問2 ② 問6① 問7④ 問3② 問 4 ④ 問5② 問8 [③] 問9① 問10 ④ 解説 問1 おもりがx=0 (振動の中心) より左にあっても右にあっても, x=0 に向 第1章力学

⑶の答えは⑤なんですが、ウの音源の位相差やマイクロホンの位置に関係ないのはなぜですか？また音波の波長はどう関係しているんですか？

の関係 下の問いに答 8 腹の数m[個] 夏の数と の振動数 えよ。 二曲げによる 腹の数と とが知られ ると の関係とし m 157 会話文を考察して正しく理解する AさんとBさんは音波のうなりをオシロスコープ で観察するため, 右図のような装置を準備した。 ス ピーカー S, S2 はそれぞれ発振器 OL, O2 に接続され, 振動数が異なる音波を発生させることができる。 オシ ロスコープに接続したマイクロホン M をスピーカー Si, S2 の中点に置いて音波の波形を観察した。 空気中 の音速を340m/s として, 以下の問いに答えよ。 (1) スピーカー S, S2 の間の距離を6.8mに設定し て音波を発生させた。 スピーカーからマイクロホンに音波が到達するまでの時間を求 め、下記の①~④から選べ。 0.0 0.0 (1) 0.5 1.0 0.0 ①1.0×10's ②2.0×10's ③1.0 × 10 ™2s ④ 2.0×10's X (2) 発振器 0.0gをそれぞれ100Hz,103Hzに設定して音を発生させたところ、音 のうなりが聞こえた。オシロスコープの横軸を1.0秒で表示した振動として最も適切 なものを,下記の①~⑥から選べ。 10.5 1.0 0.0 発振器 01 5 S1 1.0 0.0 マイクロホンM S2 6.8 1.0 0.0, 発振器 O2 オシロスコープ 0.5 XXX XXXX X004 1.0 (3) スピーカー S, S2 の音波を逆位相で発生させ、うなりの様子をオシロスコープで 観察した。 以下のAさんとBさんの会話の内容が正しくなるように、次の会話文の 空欄ｲ・ ゥに入れる語句の組み合わせとして最も適当なものを, 表の①~ ⑧ から選べ。 Aさん:音源が逆位相で振動したら,マイクロホンを置いた中点ではアによって 音が聞こえなくなり、オシロスコープでも波形が観察されなくなるのかな? Bさん:音源のイが同じならば、中点に置いたマイクロホンに到達する2つの音 波は常に逆位相になるけど, イがずれていれば音の強弱が繰り返される と思うよ。 Aさん:あっ、そうか。音のうなりはイが少しだけ異なる音波によって発生する から, ウには関係ないんだね。 ヒンド 157 (2) 1秒間に3回のうなりが生じるとき、1秒とうなりの3周期が一致する。 思考力を磨く 99