波で登場するy-xグラフとy-tグラフの違いを解説!【イメージ重視の物理基礎】

  • まずはザックリ理解したい
  • イメージを優先したい
  • 苦手を克服したい

このような方向けに解説をしていきます。

【今回わかること】

  • \(y-x\) 図がなにを表しているか
  • \(y-t\) 図がなにを表しているか
  • それぞれのグラフから読み取れるもの

波を静止画にしたものが \(y-x\) 図

の様子を図にしたもの\(y-x\) 図です。

1m地点での波の高さ、2m地点での波の高さなど、各場所での高さを読みとることができます。

海やロープの波のように、実際に動いているものを紙に書くことはできませんよね?

しかし写真を撮って静止画にすれば、波のようすを紙に書くことができます。

さらに波長振幅を読みとれるし、2つの瞬間が図になっていれば速さを読み取ることも可能です。

時間を静止させるというのが、\(y-t\) 図との違いで一番大切です。

まこと
\(y-x\) 図は、静止画を書いたもの!

 

波の高さを記録したものが \(y-t\) 図

のある1カ所をジーっと見つめながら、時間が経過するごとに高さを記録したもの\(y-t\) 図です。

\(y-x\) 図があれば、波長・振幅・速さを読みとることはできます。

しかし周期振動数については、静止画からは読み取れません。

そこで、ある1カ所がどのように振動しているか記録した \(y-t\) 図の出番です。

1回振動するのにかかる時間、つまり周期をグラフから読み取ることができます。

\(y-t\) 図は心電図と似ています。

時間が経過するごとに、心臓という1カ所の動きがどうなっているかをグラフにしたのが心電図です。

\(y-t\) 図も \(y-x\) 図も見た目が似ているので、グラフが登場したら横軸をちゃんと見ましょう

横軸が \(x\) 横軸が \(t\)
波の静止画 ある1カ所の揺れ方を記録したもの
まこと
\(y-t\) 図は静止画ではなく、動画を見ながら「高さの記録」をしたもの!

 

 

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まとめ

  • \(y-x\) 図は波の静止画
  • \(y-x\) 図は振幅・波長・速さが読みとれる
  • \(y-t\) 図は、動画を見ながら1カ所の高さを記録したもの
  • \(y-t\) 図は振幅・周期・振動数が読みとれる

 

 

例題

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共田 誠(まこと先生)

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共田 誠(まこと先生)

高校物理講師・プロ家庭教師 / 指導歴14年

上智大学理工学部物理学科卒。私立高校の非常勤講師として進学クラスから基礎クラスまで幅広く担当。大手家庭教師センター3社でプロ家庭教師を経験し、現在はオンライン専門で全国の高校生を個別指導中。

暗記物理の撲滅」を掲げ、生徒の思考のクセを診断・矯正するドクター型アプローチで指導。表面的なテクニックではなく、初見の問題に強い思考力を育てる。

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