第16章波動
Problems問題
Exercises 45–59練習問題 45–59
Exercise 45問題 45
Transverse waves are sent along a 5.00-m-long string with a speed of 30.00 m/s. The string is under a tension of 10.00 N. What is the mass of the string?
英語のヒント
長さ5.00 mの糸を、横波が30.00 m/sで伝わる。張力が10.00 Nの場合、糸の質量はいくらか。
Exercise 46問題 46
A copper wire has a density of a radius of 1.20 mm, and a length L. The wire is held under a tension of 10.00 N. Transverse waves are sent down the wire. (a) What is the linear mass density of the wire? (b) What is the speed of the waves through the wire?
英語のヒント
密度、半径1.20 mm、長さLの銅線に、張力10.00 Nをかける。横波を送った場合、(a) 線密度、(b) 波の速さを求めよ。
Solution解き方
a. b.
a. ;b.
Exercise 47問題 47
A piano wire has a linear mass density of Under what tension must the string be kept to produce waves with a wave speed of 500.00 m/s?
英語のヒント
ピアノ線の線密度はである。波の速さを500.00 m/sにするには、どれだけの張力をかける必要があるか。
Exercise 48問題 48
A string with a linear mass density of is tied to the ceiling. A 20-kg mass is tied to the free end of the string. The string is plucked, sending a pulse down the string. Estimate the speed of the pulse as it moves down the string.
英語のヒント
線密度の糸を天井に固定し、自由端に20 kgのおもりを結ぶ。糸をはじいて下へパルスを送る。その速さを見積もれ。
Solution解き方
Exercise 49問題 49
A cord has a linear mass density of and a length of three meters. The cord is plucked and it takes 0.20 s for the pulse to reach the end of the string. What is the tension of the string?
英語のヒント
線密度、長さ3 mのひもをはじくと、パルスが端に届くまで0.20 sかかる。張力はいくらか。
Exercise 50問題 50
A string is 3.00 m long with a mass of 5.00 g. The string is held taut with a tension of 500.00 N applied to the string. A pulse is sent down the string. How long does it take the pulse to travel the 3.00 m of the string?
英語のヒント
長さ3.00 m、質量5.00 gの糸を、張力500.00 Nで張る。パルスが糸の全長3.00 mを進むのに、どれだけ時間がかかるか。
Solution解き方
Exercise 51問題 51
Two strings are attached to poles, however the first string is twice as long as the second. If both strings have the same tension and mu, what is the ratio of the speed of the pulse of the wave from the first string to the second string?
英語のヒント
支柱に付けた2本の糸があり、第1の長さは第2の2倍である。張力とμが同じ場合、第1のパルスの速さと第2の速さの比はいくらか。
Exercise 52問題 52
Two strings are attached to poles, however the first string is twice the linear mass density mu of the second. If both strings have the same tension, what is the ratio of the speed of the pulse of the wave from the first string to the second string?
英語のヒント
支柱に付けた2本の糸があり、第1の線密度μは第2の2倍である。張力が同じ場合、第1のパルスの速さと第2の速さの比はいくらか。
Solution解き方
0.707
Exercise 53問題 53
Transverse waves travel through a string where the tension equals 7.00 N with a speed of 20.00 m/s. What tension would be required for a wave speed of 25.00 m/s?
英語のヒント
張力7.00 Nの糸を、横波が20.00 m/sで伝わる。速さを25.00 m/sにするには、張力をいくらにすればよいか。
Exercise 54問題 54
Two strings are attached between two poles separated by a distance of 2.00 m as shown below, both under the same tension of 600.00 N. String 1 has a linear density of and string 2 has a linear mass density of Transverse wave pulses are generated simultaneously at opposite ends of the strings. How much time passes before the pulses pass one another?
英語のヒント
下図のように、2.00 m離れた支柱の間に2本の糸を張り、どちらにも600.00 Nの張力をかける。糸1の線密度は、糸2はである。それぞれの反対側の端で同時に横波のパルスを作る。パルスどうしがすれ違うまで、どれだけかかるか。
Solution解き方
Exercise 55問題 55
Two strings are attached between two poles separated by a distance of 2.00 meters as shown in the preceding figure, both strings have a linear density of the tension in string 1 is 600.00 N and the tension in string 2 is 700.00 N. Transverse wave pulses are generated simultaneously at opposite ends of the strings. How much time passes before the pulses pass one another?
英語のヒント
前の図のように、2.00 m離れた支柱の間へ2本の糸を張る。線密度は両方で、糸1の張力は600.00 N、糸2は700.00 Nである。反対側の端で同時に横波のパルスを作る。すれ違うまでの時間はいくらか。
Exercise 56問題 56
The note is played on a piano and has a frequency of If the linear mass density of this string of the piano is and the string is under a tension of 1000.00 N, what is the speed of the wave on the string and the wavelength of the wave?
英語のヒント
ピアノの音の振動数はである。その弦の線密度が、張力が1000.00 Nなら、弦の波の速さと波長はいくらか。
Solution解き方
Exercise 57問題 57
Two transverse waves travel through a taut string. The speed of each wave is A plot of the vertical position as a function of the horizontal position is shown below for the time (a) What is the wavelength of each wave? (b) What is the frequency of each wave? (c) What is the maximum vertical speed of each string?
英語のヒント
張った糸を二つの横波が伝わり、どちらの速さもである。下図は、時刻での水平位置に対する鉛直位置を示す。(a) 各波の波長はいくらか。(b) 各波の振動数はいくらか。(c) 各糸の鉛直方向の最大の速さはいくらか。
Exercise 58問題 58
A sinusoidal wave travels down a taut, horizontal string with a linear mass density of . The maximum vertical speed of the wave is The wave is modeled with the wave equation (a) What is the amplitude of the wave? (b) What is the tension in the string?
英語のヒント
線密度の水平に張った糸を、正弦波が伝わる。鉛直方向の最大の速さはで、波の式はである。(a) 振幅はいくらか。(b) 糸の張力はいくらか。
Solution解き方
a. b.
a. ;b.
Exercise 59問題 59
The speed of a transverse wave on a string is and the tension in the string is . What must the tension be to increase the speed of the wave to
英語のヒント
糸の横波の速さは、張力はである。速さをに増やすには、張力をいくらにすればよいか。

