縦波のシミュレーション(玉とばねモデル)
玉の変位(黄色い矢印)と変位グラフの関係に注目してみましょう。
見方のポイント
密(みつ): ばねが最も縮み、玉が集まっている部分。
疎(そ): ばねが最も伸び、玉が離れている部分。
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黄色い矢印: 各玉の変位を示します。向きがズレの方向、長さがズレの大きさを表します。
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灰色の点線: 各玉の「元の位置(つり合いの位置)」を示します。
変位-位置グラフ (y-x図) との関係
下のグラフは、各玉の「元の位置(x)」からの「ズレ(変位y)」をプロットしたものです。右へのズレを正(上向き)、左へのズレを負(下向き)としています。
- 下のグラフのY軸の値が、そのまま上の黄色い矢印の向きと長さに対応します。
- グラフの山(Y>0)では、玉は元の位置から最も右にズレています。
- グラフの谷(Y<0)では、玉は元の位置から最も左にズレています。
- 密と疎が起こるのは、玉の変位が0(グラフがX軸を横切る点)の場所です。ここでは玉の速度が最大になります。