問2 図のように，x 軸の正の向きに進む波がある。実線は時刻t = 0 s の波…
問1 ～問4 に答えよ。
問2 図のように，x 軸の正の向きに進む波がある。実線は時刻t = 0 s の波形であり，t = 0．05 s にはじめて破線のような波形になった。この波の振動数は何Hz か。下の1 ～4 のうちから 一つ選べ。
- 1 5波長8mを4分の1移動する時間0.05sから周期T=0.2sが求まり、振動数f=1/T=5Hzと正しく計算できます。
- 2 10移動量を波長の8分の1と誤って計算すると出てくる値で、実際の移動量は波長の4分の1です。
- 3 15波長や周期の値を取り違えて比を誤ると出てくる値で、図から読み取れる関係とは一致しません。
- 4 20移動にかかった時間0.05sを周期そのものと誤解すると1/0.05=20Hzとなりますが、実際は周期の4分の1の時間です。
解説
正解は1です。図から実線の波形の波長は8mと読み取れます。破線は実線を波の進む向き(+x向き)に2mだけ平行移動した形になっており、これは波長の4分の1(8m÷4=2m)に当たります。「はじめて」という条件から、この移動が起こるのに要した時間0.05sが周期Tの4分の1であるとわかるので、T=0.05×4=0.2sです。振動数fは周期の逆数なのでf=1/T=1/0.2=5Hzと求められます。波長と周期の読み取りを取り違えると10Hzや20Hzを選んでしまうので注意が必要です。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00017.htm）を加工して作成