11番の問題は、x軸の正の向きに進む波について、与えられた図と情報から以下の問いに答えるものです。 (1) 波の振幅 $A$、波長 $\lambda$、波の伝わる速さ $v$ を求めます。 (2) 波の山Pが、図の位置から $x = 10.0$ m の位置まで移動するのにかかる時間を求めます。

1. 問題の内容

11番の問題は、x軸の正の向きに進む波について、与えられた図と情報から以下の問いに答えるものです。

(1) 波の振幅 $A$、波長 $\lambda$、波の伝わる速さ $v$ を求めます。

(2) 波の山Pが、図の位置から $x = 10.0$ m の位置まで移動するのにかかる時間を求めます。

2. 解き方の手順

(1)

* 振幅 $A$: 図から、波の振幅は $A = 0.50$ m であることがわかります。

* 波長 $\lambda$: 図から、波長は $λ = 2.0$ m であることがわかります。

* 波の速さ $v$: 波の山Pが $0.10$ 秒後にP'まで移動しています。図からPからP'までの距離は $1.0$ m です。

したがって、波の速さは

$v = \frac{1.0}{0.10} = 10$ m/s となります。

(2)

* 波の山Pの初期位置は図から $x = 1.0$ m であることがわかります。

* 波の山Pが $x = 10.0$ m まで移動する距離は $10.0 - 1.0 = 9.0$ m です。

* 波の速さは $v = 10$ m/s なので、かかる時間は

$t = \frac{9.0}{10} = 0.9$ 秒となります。

3. 最終的な答え

(1)

* 振幅 $A = 0.50$ m

* 波長 $\lambda = 2.0$ m

* 波の速さ $v = 10$ m/s

(2)

* かかる時間 $t = 0.9$ 秒