横波の公式 縦波 定常波

横波、縦波、定常波に関する質問例と公式

横波

1. 水面波の隣接する2つの谷間の距離は20mです。物体が水面に浮かび、振動運動をしています。1回の振動にかかる時間が4秒の場合、波の速度は…m/sです。

1. 20
2. 15
3. 10
4. 5

討論
以下のことが知られています。
波長（λ）＝20メートル
周期（T）＝4秒
質問: 波の速度（v）
ジャワブ：
波速の公式：
v = λ / T = 20メートル / 4秒 = 5メートル/秒
正解はDです。

2. 2点AとBは弦上にあり、互いに90cm離れています。横波が弦上を伝播し、点Aは波の頂点、点Bは波の底にあり、その間には波の頂点と底がそれぞれ2つずつあります。波の周期が0,3秒の場合、波の伝播速度は…です。

1. 10,8 cm / s
2. 18,0 cm / s
3. 120,0 cm / s
4. 200,0 cm / s

討論
以下のことが知られています。
距離AB（l）＝90cm
波の周期（T）＝0,3秒
波の周波数（f）＝1/0,3秒
点Aは波の頂点、点Bは波の底にある。
点Aと点Bの間には、波のピークが2つと底が2つある。
質問: 波の伝播速度 (v = f λ)
ジャワブ：
画像に基づくと、波長は2,5個あると結論付けられる。1波長（λ）の距離は90cm / 2,5 = 36cmである。

波の伝播速度：
v = f λ = (1/0,3)(36) = 36/0,3 = 120 cm/秒。
正解はCです。

3. 次のグラフは、波が媒質を通過する際の、媒質内の点の変位を時間の関数として示しています。
波長が6メートルの場合、波の伝搬速度は…

1. 3 m / s
2. 6 m / s
3. 8 m / s
4. 12 m / s

討論
以下のことが知られています。
上記のグラフに基づくと、波長は2種類存在する。
1波長（λ）の距離は6メートル÷2＝3メートルです。
周期（T）＝0,5秒
質問: 波の速度（v）
ジャワブ：
v = f λ = λ / T = 3メートル / 0,5秒 = 6メートル/秒
正解はBです。

縦波

4. 2つの音源が同じ媒体と温度で同時に鳴らされます。最初の音源の周波数は640Hz、2番目の音源の周波数は1280Hzです。正しい記述は…です。

1. 最初の音の速度は、2番目の音の速度よりも速い。
2. 最初の音の速度は、2番目の音の速度よりも小さい。
3. 第一音速と第二音速は同じです
4. 長いです 音波 両方とも同じサイズです

討論
音速は媒質によって決まるため、媒質が同じであれば、両方の音の速度は同じになります。逆に、周波数が高いほど波長は短くなり、周波数が低いほど波長は長くなります。2つの音の周波数は異なるため、波長も異なります。
正解はCです。

定常波（静止波）

5. 両端を固定した弦は、420 ​​Hz の基本音を発します。3 つの倍音の周波数は…

1. 840 Hz
2. 1260 Hz
3. 1680 Hz
4. 2940 Hz

討論
以下のことが知られています。
基本周波数 (f₁） = 420 Hz
ワイヤーの両端は結ばれている
質問: 3つの倍音の周波数
ジャワブ：
第２倍音の周波数（f₂) = 2 f₁ = 2 (420 Hz) = 840 Hz
第3倍音の周波数（f₃) = 3 f₁ = 3 (420 Hz) = 1260 Hz
正解はBです。

音波

6. 下の図は、密閉された容器の中にある電気ベルを示しています。ベルを鳴らすと、容器内の空気が放出されます。容器内の空気が放出された後、ベルの音は聞こえなくなります。この現象から、音は…と結論付けられます。

1. 閉鎖空間では発生しない
2. フードから出る空気によって運ばれる
3. 真空中では伝播できない
4. 固体中を伝播することはできない

討論
音は固体、液体、気体の中を伝わる波です。鐘が真空状態にある場合、音波は鐘から聞き手の耳まで伝わりません。
正解はCです。

質問元:

中学校物理に関するOSN質問