さて、前回の問題の解答です。正解を出せている人も沢山いましたね。このブログへの書き込みでなく直接持ってきてくれた人も沢山いますが、みんな良く勉強していると思います。あえて解答を伏せていますが、そういう状況で正解を模索するチャレンジもパワーUPに大きく繋がりますよ～。あっているかどうか、複数の解法を考えて検証する人などもいますが、非常によいことですね。では、いよいよ解答です！参考にしてみてください。
テキストのほうは、SもHも高3スーパーも、いよいよ波動の授業に入りました。波が苦手な人が多いですが、丁寧に観察し、波というものに親しみを持つところから入るといいですね。ということで、いろんな実験からスタートになりました。
スプリングによる波動の伝わり方の観察、反射の観察、定常波の観察、縦波と横波の観察、ゴム紐による弦振動の観察、実際の弦楽器での弦の振動の観察など様々にやりましたね。それぞれが、遊びではなく、今後の授業の中に深くかかわってきます。家でもたくさん実験検証してみてください。また、自転車の荷台用のゴム紐は100円程度で買うことができて、振動を観察するには非常によいアイテムなので、ゲットしてみることをお勧めしますよ。
さて、動画コンテンツを用意してみました。まずは、正弦進行波と、その固定端反射、自由端反射の様子、および、入射波と反射波の合成波（定常波）の様子を簡単なCGアニメーションにしてあります。画像編集の都合でテロップが見にくいところがあります。すんません。ひまがあればまた修正するかもしれませんが、いまはとりあえずってことで。
http://shimocchi.com/teijouha.html
（修正試みましたがなんか上手くいきませんでした・・・）
授業ではスプリングやゴムに加えて、弦楽器の実際の弦に生じる倍振動とそれによる音（ハーモニクスと呼ばれます）を観察してもらいました。うなりも観察しましたね。ここで、ハーモニクスを使ったVictor Wooten氏による名演を紹介しておきます。やっぱり、一流の方は流石ですね
コントラバスにも憧れがあって、昔少しやってたんですが、最近15年ぶりにやってみたら全然弾けませんでした
この演奏家の方、来日したら是非見に行きたい！って思っているのですが、ベルリンフィルのコントラバス奏者のEdicson Ruiz氏。すごい！
で、この方もハーモニクスを使った演奏をされています。上のVictor Wooten氏の演奏よりずっと難解ですが、すごく芸術的な演奏です。ま、ここでは両氏の「倍振動の出し方」に注目してみるといいと思います。
今回も問題を出しておきましょう！
波の式を立てる練習です。まだ授業でそこまで進んでないクラスもありますが、無理のない範囲でチャレンジしてみてください。でも、次回の授業が終わったらきっちり出来なあかんよ～。
波の式には作り方が2種類あって、ある瞬間の波形を平行移動させるタイプの立式法と、振動が伝わるのにかかる時間差から考える方法があります。今回は、前者のタイプ。後者のタイプは次回ね。
ではでは～
先生ほどではないですが僕もベースやってます
昨日の話の世間のベースへの印象は痛いほど分かります(>_<)
ｽﾗｯﾌﾟ超かっこいいし超楽しいですよね!
あと先生の持ってる５弦プッカベースうらやましいですｗ
どこのメーカーなんですか?
あとVictor Wootenのamazing graceは何度聞いても鳥肌たちます!
ベースもうまいし授業分かりやすい先生さいこーです
これからもついてきます!
実は僕もギター持ってるんですが、趣味程度にしか弾いていないですね・・・＾＾；
ちなみに、ベースとエレキでいうと僕はベースの方が好きです（あの深みのある低音は鳥肌物です…）
単振動、円運動、波動、と進んできましたがどれも等速円運動がらみの話ですね。なかなかつながりがあって面白いですね＾＾
つながりといえば、先生が倍数振動の話をしていたときに原子の定常状態の話を思い出していたんですが、
「ボーアの理論における量子条件の仮定の話でも使えるんじゃないか」と思って調べてみました。
2πr＝nλ＝nh/mv
（電子の軌道半径ｒ 電子の質量ｍ 速さｖプランク定数ｈ 量子数ｎ 電子波の波長λ）
において「ｖと量子数ｎが比例関係にあること」と
波動の話において
「等速円運動での角速度ωと波動での定常波のｎ倍振動を表すｎが比例関係にあること」からやっぱりつながりがあるなぁ～と、自分の中では違う側面からボーアの仮定の式が見れたような気がして嬉しかったです。
あと、一つ疑問なんですが、波は一般的に密度が大きいものほど早く進む（例えば音波は空気→水→鉄の順）と思うんですが、弦での波の速さは
v=r[s/ρ]
なので密度が大きくなると速度が落ちますよね・・・なぜでしょうか？
もしかしたら、自分の考えはまだまだ未熟なんでかなり間違った考え方をしてるかもしれないです＾＾；
今回波動の問題はまた質問の時にでも見てもらおうかなと思います。
長文失礼しました＞＜
だよね～。
進んで物理学科に進んだ上に、ギターでなくベースを自ら進んでチョイスしたら、「かなり変わってるね」ってよく言われた（笑）
あの楽器は今はもう売ってないと思うんだけど、僕が学生だった17年前くらいに流行った楽器です。BassCollectionっていうメーカーです。
Victorは2回生で見たことあるんですが、さすがでした。
今年しっかり頑張って、見事志望校に合格して、来年はたっぷり楽器弾けるようにしようぜ！そう思うとテンションも上がるかな！？
ギターもカッコいいけど確かに低音の浸み入るような響き方っていいよね～。
Kさんが書いてくれているように、問題ごとに単発ではなく、きっちりとしたつながりがあります。そういうところもしっかり見えているというのは大変よい考察が出来ていると思います。その調子です！
ボーアの条件についても確かにつながりがありますね。
波の速度についてですが、結果的に密度が大きいほど大きいことが多いですが、実際には密度でなく「硬さ」が重要です。気体よりも液体のほうが隣接する分子の距離の変化に対する力は大きいです。それが個体となれば、結合していますからさらに力が大きくかかり、振動伝達が素早くなります。これをある程度理論的に考察する問題もまれにあったりするのですが、文章では大変伝えにくいので、興味があればまた直接質問に来てみてください。
問題の解答も待ってます＾＾
バネのおもちゃ、ありがとうございます。片側を家具に固定して引っ張って振動させるとやりやすいですね！
教室で先生の演奏が聞けると思っていなかったのでびっくりしましたが、とても楽しかったです！あと、楽器を触ったことがないので、うなりを利用したチューニング等はかなり新鮮な体験でした。
問題の答えは、①はAsin(2πx/λ＋2πt/T)であっているでしょうか？考え方が曖昧なので、大きなミスをやらかしていないか不安です。今週の授業で解き方をしっかり学びとろうと思います。
http://cid-e0efa62442aaa480.office.live.com/browse.aspx/.Public/%e7%89%a9%e7%90%86%e3%81%ae%e5%95%8f%e9%a1%8c
すみません(^_^;)
別にいいですよ～。
「はい！正解！」とか「ここは違う」とか言うのはまだ控えますってだけなので＾＾
身近なものや、簡単に手に入るものなんかで実験できるときは、そういうのの観察をしてみると直感的に捉える助けになったり、考察が深まったりするのでいいよね。ばねもゴム紐もですが、書いてくれてるように家具などに一端を引っかけると実は結構やりやすい。その違い、良く気付きましたね。手で持っているよりもしっかりとした固定端になってくれて反射波がしっかりできるからだと思います。
UPしてくれた答案はまたゆっくり見せてもらいますね。
音速を越える世界では、僕の理解の及ばない謎の現象が起きて衝撃波が発生するのだろうと思っていたのですが、先生の解説でとてもすっきり理解できました！
ありがとうございます！m(_ _)m
船の先端から斜め後ろに伸びる波も同じ現象ですか？それとも全く関係ないのかな…
圧電スピーカーやクリスタルイヤホンのイメージから音のエネルギーは小さいと思っていたのですが、検索してみると、衝撃波でリンゴの内部を一瞬でジュース状にする記事が出てきたので驚きです。あと、ゴムを巻くと音叉の固有振動数が変わるのを説明していただいた際は、ケースファンに共振していたＰＣの筐体の裏に板を貼ると音が消えたのを思い出しました。波とは無関係かもしれませんが、食器洗い機の作動中に水道管が振動し、どこかの蛇口を開けると止まるということが多々あります。じわじわと漏水して床下収納がプールになったことが２度あるので、水撃作用が発生していたら…と思うと気持ち悪いです(^_^;) それを逆手に取った水撃ポンプは、エネルギーの変換の仕方がとても面白いので１度作ってみたいです。
波とは関係ない話ですが、神戸市バスは、ノンステップバス車にはニーリング機構があるようで、バス停では左に傾いています。メーカーによって違うかもしれませんが、市バスは利用していないので詳しくはわからないです。エアサスで観光バスのフロントが沈むのはニーリングとは言わなかったと思うのですが、忘れてしまいました… 僕が空気の力を感じたのは、クレーン車のタイヤがパンクして隣の車が凹んだ、という記事を新聞で読んだ時です。かなり昔の話ですが、なかなか信じられませんでした。
波は元々好きな分野でしたが、イメージがさらに掴みやすくなりました！
夏期講習で先生の「物理頻出問題」と「重心系」を受ける者です。この２つの講座で、「授業までにこんな予習の仕方をしてほしい」、「このような授業の受け方をしてほしい」というのがあれば是非教えていただきたいです
(ここからは勉強の相談です)
私は学校の物理の授業では２年とも物理が専門でない専門が担当になり、とても聞けるような授業ではありません…
その為、ほぼ独学状態になり、「問題集を解く時は、ほんとに分かってるのか怪しいけど答えは合ってる。けど、テストでは点が取れない」という状態が続き、気がつくと定期テストで赤点を取るほど悲惨な状態になってしまいました。
物理はどのような勉強の仕方をすればいいのか、という根本的なところが分かってないのでこのような状態になってしまったのだと思います。
このような自分にアドバイスがあればお願いしますm(__)m
夕方、京都校へ電話してみた(京都は新幹線使わないといけないので…)のですが、「先生方に電話を代わることはできない」とのことで困ってたところ、このブログを見つけたので書き込ませて戴きました
長文すみません
遅レスになりすみません。
船の後方に出来るくさび状の波は、同様の理解で良いですよ。
一般的な「音」というものが伝える波のエネルギーは大して大きなものではないですが、衝撃波は音によって密度が高まった（低まった）ところが幾重にも重なり非常に高密度になったものなので、それがもつエネルギーは非常に大きなものがありますね。
共振を利用したものや、逆に共振を起こさないようにわざと固有振動をずらしたものを組み合わせて振動を抑制する手法などもあり、振動というのは面白いですね。
食洗機の問題はちょっとイヤな感じですね…。いちどちゃんと見てもらうことをお勧めしますよ。最近のものはある程度対策も講じられているのではないかと思いますが、食洗機や洗濯機といった自動弁が付いているものはつなぐ配管が丈夫である必要がありますね。
サスはいろいろな方式があって用途と目的も様々なようですね。しかし、パンクの衝撃で横の車が凹んだっていうのは初めて聞いたんですが、すごいですね。まあ、あれだけ重量のあるもののタイヤなのでスローパンクでなく一気に破裂的にパンクした場合は確かに破壊的な威力がありそうですね。
講習、是非うまく活用してほしいと思います。
重心系に関しては、まえがきにきっちり書いておいたので、その通りの準備をしてきてくれたら最もよい形で授業を受けられるはずですよ。
頻出物理に関しては、まず、普通に解いてみてください。つまったところがあればそこでやめましょう。つまったところにチェックをつけて、自分の解いたノートももって授業に臨んでください。授業では丁寧に解説するので理解してもらえると思いますが、自分がつまったところを僕がどのように解くか、そして、その解法はどのように発想したのかを良く聞いてください。僕は授業で必ず発想点を言いますので、そこを吸収してください。
新幹線というと、関西圏ではないところから参加してくれるのかな？講習のときは直接来てくれたらよいですよ。普段は駿台のどこかに通っているのでしょうか？駿台の先生はどの先生も優秀な方ばかりなので信頼して相談してみるといいですよ。
普段の勉強は、深く掘り下げる部分と、ある程度浅くてもいいので数をこなして経験値を積み、解法に慣れるということのバランスが重要です。前者に関しては、通える駿台の校舎があれば、そこで物理の通常授業を受講することをお勧めします。そして、もしわからないことがあれば、担当講師に質問しましょう。かならず問題を解決してくれますよ。
後者に関しては、沢山の問題にあたる必要がありますので、自分のレベルを上回らないような問題集を買ってどんどんやってください。そして、問題集は一冊に限らず何冊か並列でやってみるのもオススメです。一冊にこだわり過ぎると逆に効率が悪かったりもしますしね。
夏でグンと伸びるといいですね！
是非そうなるよう、一緒に頑張りましょう。
翌日にお返事もらってたのに遅くなってしまいました…
関西圏外ですが、関西の先生がたくさん来る某校舎に普段通ってます。実は去年、重心系で来ていたしもっちの後姿を見ています(笑
駿台模試の数学の成績で理科もSの認定は出ているのですが、学校の校内模試の成績を見せると「その成績表だと物理に関してはHの認定も出せないし、授業を受けてもきついと思う」とのことでした。また、英数化を受けてるので4科目目は時間的にきついともアドバイザーの方に言われました。
授業を受けてなくても、質問や相談をすることは可能でしょうか？？
今までのテストなどを振り返ってみると、解説を１文読めば解き方を全部思い出せるものが多かったので、先生の言うとおり問題の経験不足が大きいのだと思います。
仕事・エネルギーや電気の問題は同じようなミスを繰り返しているので、理解が浅くて苦手になったのだと思います。
昨日、物理頻出の予習をしましたが、１５分程で完答できたものから全く手付かずのものもありました。解けなかった問題が思ってたよりも多くて悔しいですが、授業で挽回したいと思います！
予習では解説問題だけを解きましたが、練習問題は授業後の復習用ですか？
またまた長文すみません