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波動の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校物理 波動

軸の正の向きに進む正弦波があり、位置 、時刻 における媒質の変位 は次の式で表される。

位置 、時刻 における媒質の変位 は何 m か。有効数字 2 桁で求めよ。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(21 技能)

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

正弦波の式 と見比べて、与えられた式にそのまま と を代入すればよい。

ヒント 2

かっこの中の を先に計算し、それに を掛けて sin の中の角を求める。

ヒント 3

なので、sin の中の角は になる。あとは単位円で の値を調べる。

答えと解説

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解説を読む

正弦波の式の技能を使う。

手順 1:式の形と見比べて読み取る

軸の正の向きに進む正弦波の式は

である。与えられた式と見比べると、振幅 、周期 、波長 とわかる。

手順 2:位置と時刻を代入する

、 を代入すると、かっこの中は

となる。したがって sin の中の角は

である。

手順 3:三角関数の値を求める

単位円で考えると、角 に対応する点は なので である。よって

答えは である。

別解

式に , を代入する。
, なので、括弧内は 。
位相は [rad]。
より、
m。
検算: 周期 0.40 s なので s は と同じ状態。 では で、 なら となり一致する。
よって m。

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