こんな波のグラフの問題，見たことありませんか？
この「y-xグラフが与えられていて，それをもとに y-tグラフを書く」というタイプの問題。
物理基礎の波の中でも，特によくわからないと評判（？）の問題です。
今回はこのタイプの問題へのアプローチの仕方を伝授しましょう！！
波のグラフを書くのに必要な情報を集める
よくわからない問題に出会ったとき，思考停止して諦めるのではなく，シンプルに考えましょう。
今回はグラフを書けと言われているので，どうしたらグラフが書けるのかを考えます。
たとえば１次関数のグラフを書け，と言われたら，形は直線と分かっているので，あとは傾きと切片が分かれば書くことができます。
２次関数のグラフなら，形は放物線と分かっているので，あとは頂点の座標と，上に凸か下に凸かが分かれば書くことができます。
で，今回は波のy-tグラフです。
まず，y-tグラフの形は正弦波であることが分かっています。
グラフの形が分かっているので，あとは「山の高さ（＝振幅）」，「山と山の距離（＝周期）」，「通る点」さえ分かれば，グラフが完成します！
問題文のここを見ろ！！
では，①山の高さ，②山と山の距離，③通る点をそれぞれ求めていきます。
どの問題もそうですが，問題文はしっかり読みましょう。
①〜③を求めるのに注目すべき箇所は
では１つずつ見ていきます。
まず，①山の高さですが，波のグラフにおける山の高さとは振幅のことです。
振幅はy-tグラフでもy-xグラフでも共通なので，与えられたy-xグラフの振幅を読み取って，それをそのままy-tグラフの振幅として使います。
次に，②山と山の距離ですが，これは①と違って，「y-xグラフの山と山の距離を読み取って，それをそのまま使う」ということはできません！
なぜなら，y-xグラフの山と山の距離＝波長なのに対し，y-tグラフの山と山の距離＝周期だからです。
つまり，y-tグラフを書くためには波長ではなく周期が必要ですが，問題文には書いてありません。
書いてなければ，求めるまでです。
そう，「波の基本式」ですね！
これで周期が求められました。
最後に，③通る点です。
このタイプの問題は，問題文に必ず「x=◯◯での振動の様子を〜」と書いてあるので，そこに注目します。
問題文で指定されたxにおけるグラフのy座標（波の高さ）を読み取りましょう。
今回の問題は「x=0mでの〜」とあります。
今回与えられたグラフでは，x=0mでの波の高さはy=2.0mです。
さらにもう１つ，問題文で注目すべき箇所があります。
それは，「時刻 t=◯◯での波形〜」という部分。
y-xグラフとは「波の写真」のことでした。
問題文の t=◯◯とは，カメラのシャッターを押した時刻です。
この情報がなければ y-tグラフは書けません。
今回は時刻 t=0sとあります。
先ほどの座標の情報と合わせると，「時刻 t=0sのとき，x=0mでの波の高さは y=2.0m」ということができます。
今から私たちが書きたいのは y-tグラフなので，xに関する情報はもう使いません。
すると先ほどの文は，「時刻 t=0sのとき，x=0mでの波の高さはy=2.0m」となります。
これが y-tグラフの通る点です！！
以上をまとめると，答えは，
となります。
もう１つの例題
上で学んだことをもとに，もう１問やってみましょう。
先ほどと同じ設定ですが，x=◯◯の部分を変えてあります。
さっきと同じやり方で必要な情報を読み取っていくと，
①山の高さ（振幅）→ 2.0m
②山と山の距離（周期）→ 2.0s
③通る点 → 時刻 t=0sのとき， y=0m
となります。
が！ 今回はこれだけではグラフが書けません！！
なぜなら上の条件を満たすグラフは１つではないからです。
最初にやった例題のように，通る点が山（or 谷）ならそのままグラフが書けますが，今回のように通る点が真ん中（y=0）にある場合は，通る点（0,0）から，次の瞬間，グラフが上に行くのか，下に行くのかが今の段階ではわからないのです。
これは１つのアイデアで解決できるのですが，なにか分かりますか？
時刻 t=0 の次の瞬間の動きを見極める方法。
前回の補講でやった，「グラフを進行方向に少しずらす」という方法がまさにそれでしたね！！
ではやってみましょう。
今回は x=3.0mにおける y-tグラフを書きたいので，問題文で与えられたグラフを進行方向に少しずらします。
（問題文の進行方向はこのために書いてあるのです！）
図の通り，x=3.0mの地点にある媒質は次の瞬間下に動くことが分かります。
よって，正解のy-tグラフは，
となります！！
今回のまとめノート
説明は長くなってしまいましたが，問題文の見るべきポイントを押さえれば，問題を解くのにそれほど時間はかからないはず！
忘れないうちに復習してくださいね！