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阪大入試出題ミス
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0001ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 09:43:12.36ID:???
このたび、本学において、平成29年度大阪大学一般入試（前期日程）等の理科（物理）における
出題及び採点に誤りがあったことが判明いたしました。
そのため、改めて採点及び合格者判定を行い、新たに30名を合格者としました。
（以下略）
www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2018/01/06_01

ここにも問題掲載
http://takupath.net/oosaka-uni-mistake-3681
0002ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 09:49:02.38ID:???
で、問４の答えが３つあったとのことだが、正答とされた
2d=(n-1/2)λ
はわかるのだが、他の、
2d=λ
2d=(n-1)λ
はなぜ正解になるのですか？

固定端ですよね？
0003ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 09:56:32.29ID:Hxclyy+O
>>2

(誤)2d=λ→(正)2d=nλ

ですね
0004ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 10:35:57.52ID:???
2017/2018　12月施行　大学入試センター試験　プレテスト　平均点表･得点分布グラフ　大学別合格ライン一覧　駿台予備学校　全国入試模試センター
国公立大学文系学部(前期日程)
［駿台予備学校HP　掲載期間2017.12.30(土)～2018.1.12(金)］
●東京大学、★京都大学、▲北海道大学、▼東北大学、■名古屋大学、◆大阪大学(外国語学部は除く)、◎九州大学、
▽筑波大学、△横浜国立大学(教育人間科学部、都市科学部は除く)、○一橋大学、☆神戸大学
http://www2.sundai.ac.jp/yobi/sv/index.html

【合格可能ライン=合格可能性60％以上(太字)を表示】
69●東京(文科Ⅰ類)、●東京(文科Ⅱ類)
68●東京(文科Ⅲ類)
67★京都(法)、★京都(総合人間･文系)
66★京都(経済･一般)、★京都(教育･文系)
65★京都(文)、◆大阪(法･法、国際公共政策)、◆大阪(経済)、○一橋(法)、○一橋(経済)、○一橋(商)、○一橋(社会)
64◆大阪(文)、◆大阪(人間科学)
63■名古屋(法)、▽筑波(社会/国際･社会)、☆神戸(法)
62▼東北(法)、■名古屋(経済)、■名古屋(文)、■名古屋(教育)、◎九州(法)、◎九州(経済･経済経営)、
―▽筑波(人文/文化･比較文化)、▽筑波(人間･教育、心理)、△横浜国立(経営)、☆神戸(経済･数学)、
―☆神戸(経営)、☆神戸(文)、☆神戸(国際人間科学･発達コミュニ)
61▼東北(経済)、◎九州(文)、▽筑波(社会/国際･国際総合)、☆神戸(経済･総合、英数)、
―☆神戸(国際人間科学･グローバル、子ども教育)
60▲北海道(法)、▲北海道(文)、▲北海道(総合入試･文系)、▼東北(文)、▽筑波(人文/文化･人文)、
―▽筑波(人間･障害科学)、△横浜国立(経済)、☆神戸(国際人間科学･環境共生)
59▲北海道(経済)、▼東北(教育)、◎九州(教育)
58▲北海道(教育)、▽筑波(人文/文化･日本語日本文化)
0005ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 10:49:19.75ID:???
>>2
固定端で考えるのが妥当だけど、音叉を横から叩くと前後で逆位相になって上から叩くと同位相になるのが論点らしいぞ
0006ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 11:06:06.30ID:???
大手の予備校の解答速報も，正解が割れてた。
この時点でおかしいと思わなかった出題者が悪いんじゃないかな。
0007ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 12:02:19.91ID:Hxclyy+O
>>5
なるほどです

1)音(縦波)の壁反射(壁面境界での
変位量ゼロ条件反射)を
1-1)「変位」に着目してみるか
1-2)「密度」に着目してみるか

の議論だと
「物理的には1-2)のみが正解」
となりますが

2)音叉を
2-1)横から叩くか
2-2)上から叩くか
だと物理的にも複数正解に
せざるを得ないですね。
0008ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 12:09:25.55ID:???
>>7
うーん、でも横から叩くか上から叩くかを問題にしている人は1人しか見かけなかったので
もしかしたらそこは問題じゃない(どちらから叩いても変位波としては前後が逆位相で密度波としては同位相)のかも
密度波として考えると自由端反射なので2d=nλ
変位波として考えると前後で逆位相+固定端反射で2回ずれるのでどちらにせよ2d=nλ
ということで、むしろ大学の解答(2d=(n-1/2)λ)が間違っていた、ということのようです
0009ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 12:28:01.02ID:Hxclyy+O
>>8
確かに前の設問に
2-1)音叉を横から叩く
振動モードの記載がありますね。

「密度」と「変位」の
どちらで考えたとしても、
当初の2d=(n-1/2)λの大学解答が
間違ってたということで理解しました
0010ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 13:02:09.99ID:???
>>8
あー、じゃあ2つとも正解じゃなくて、元の正解者は不正解にしないとダメじゃね？
そうすると、合格者はもっと増える？
0011ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 13:05:06.31ID:???
>>10
ところが次の問5の数値設定が大学想定の(n-1/2)λに合わせてあるから元の解答もバツにできない
問5の数値から問4解いた人もいるかもしれないし
0012ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 13:13:45.95ID:oDi5QOXk
>>9
音叉って横から叩くと逆位相の波ができるの？　www
0014ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 14:57:19.34ID:???
問題では音叉の置き方を限定していない
斜めに置いたときの正解が見逃されていた
・・・と思った
0016ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 16:15:34.69ID:7XXtYrni
出題したと思われるバカ教員を教えて
0017ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 16:31:34.61ID:???
バカ教員と言うにはどこがまずかったか説明できないと
音叉を点波源，壁を固定端と考えるとλ/4の奇数倍が正解でこれが最も素直だと思う
0019ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 16:36:51.91ID:WYt8WyGl
>>15
前段のリード文の流れで
・壁での反射を固定端反射(位相πずれ)
・音叉はその前後で同相に振れるモード
のみで動作
と考えれば、阪大解答になる
0021ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 16:45:29.04ID:???
>>19
固定端というのは変位を見たときだけど
音叉の2本の腕の振動は逆だから
音叉から出る波の変位が前後で逆なんじゃないの
0022ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 17:20:36.31ID:vEuauVZ/
>>21
あの振動モードだと
波の進行方向は逆だけど
位相は同相でしょ
0025ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 17:44:22.62ID:???
>>21
＞音叉から出る波の変位が前後で逆なんじゃないの
波動の伝搬方向と変位の位相を混同してるだろ
音叉の音は十分離れれば中心から球面上に広がる、1次元では同じ位相で左右に伝搬する。
＞固定端というのは変位を見たときだけ
そもそも反射波の伝搬方向は入射波と逆方向、硬い壁だと境界条件で反射波の位相は＋πになる。
0026ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 17:56:49.80ID:???
縦波の変位で考えるか疎密で考えるかで、壁からの反射が同位相か逆位相になるってこと？
でも結局現実的にはどっちの条件で干渉が起こるの？
どちらも正解ってことはないだろ
0029ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 18:17:27.07ID:Hxclyy+O
>>26
問題の通りマイクで音の強さ(音圧)を
測るとなると、
現実的には粗密(圧力)で考えるのが
正しく壁では自由端反射になるようです

この解釈が高校生には難しいのと
そもそも問5が固定端反射前提で
作られているため、
両方正解にしたのでは？
0030ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 18:38:06.92ID:???
空気中から硬い壁の面は固定端のようになり、壁の内部から見れば空気面は自由端のようになるだけ。
0031ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 18:44:20.58ID:???
壁で反射するときに位相は反転しない。実験すれば分かる。
阪大は位相反転するという前提で出題しており、出題ミス。採点ミスではない。
0032ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 18:50:14.95ID:???
>>29
マイクは空気分子によって膜が動かされて、それで測るのだから、変位で決まるんじゃない？
ていうか今回の場合、音叉より右では定常波ではなく単なる進行波なので、その辺は全く関係しないのだけどね。
0033ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:03:15.54ID:???
>>31
＞壁で反射するときに位相は反転しない。実験すれば分かる。
どんな実験ですか？　　デタラメだから有るわけないか
0035ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:23:51.21ID:???
>>33
変位の波は入射波と反射波が打ち消しあう→位相反転
圧力の波は入射波と反射波が強めあう→位相は変わらない
0036ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 19:27:18.16ID:???
>34
実際のマイクで定在波を測ってみると
疎密波の腹で出力最大になるんだそうだ
マイクにかかる圧力の変動を変換してる，という説明が素直だな
0037ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/01/07(日) 19:35:14.57ID:???
補足　空気の圧力変位はマイク等で観測できるが、運動してる空気（分子）の位置の「変位」とか物理的に観測困難だろ。
0038ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:38:18.41ID:???
>>34
その音波の振幅というのが曲者で、媒質の偏差振幅なのか密度振幅なのかという話。
進行波なら、両者の振幅は比例するので、どっちで判定しても音の大小は同じになる。（位相はずれる）
定常波の場合（マイクが音叉の左にあるとか）、偏差振幅は大きいのに密度振幅は０とかあり得る。
0040ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:39:52.34ID:???
>>37
マイクの膜を動かすのは空気分子の位置じゃないの？
いくら空気密度の振幅が大きくても、膜の位置の空気分子が動かなかったら、
膜も動かないんじゃない？
0041ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:45:36.68ID:yxzM2WSk
波の反射は自由端か固定端しかありません。教科書的にはそうなんだが、
そう信じる理由は何だったのかな？　教科書に書いてあったからですかな？
波ですから境界条件があります、だったかな？　境界条件を守るって何の
意味だったかな？
0042ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:46:07.83ID:???
>>38
普通の音の測定はマイク等で音圧（密度振幅）の大きさを測定する
音圧の位相を観測したければオシロスコープにつないで観測する。
0044ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 19:52:13.54ID:???
>>41
＞境界条件を守るって何の意味だったかな？
簡単に言えば波動は媒質境界で連続でなければならないということ、不連続禁止。
入射波＋反射波＋透過波の重ね合わせになる。
0046ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 20:33:22.25ID:???
「別の大学に入学したことによる下宿費用、浪人した受験生については、予備校の費用などの補償も検討している」らしいが、それだけじゃないぞ。社会に出るのが1年遅れたわけだから定年までの年収が1年減ったわけ。1年分の年収も補償の対象となるはず。
0047ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 21:11:12.96ID:???
粗密波で考えるって意味が分からなかったが、やっと分かった。
確か二年前のセンター物理の、波の干渉の問題と同じに考えればいいのか。
0048ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 21:39:24.53ID:tbFn9/PF
>>44
元の波の何が変わらないのかな？
1%透過
99%反射
としても透過波は速度も波長も変わるんだよ。物質の境界面で保存されるルール
って何？　境界条件って何？
0049ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/07(日) 21:56:31.77ID:tbFn9/PF
波の連続性だけなら、反射する波の性質が変わってもいいわけだ。
位相の変わる波を見ていたら、とても連続とは言えないんだけれど、
物体ならエネルギーと運動量が保存するよね。波は？
0050ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 01:13:20.41ID:???
★★　暇人の私の考えなんだが1　★★
波は
f(x,t)=A sin 2π(t/T-x/λ)
まあいくらでもνでもωでもfでもいいんだが、だいたいこんな感じに書ける。
振幅A, 周期T, 波長λの3つを決めれば一応決まる。
v=λ/Tでvは媒体ごとに決まった値だから、残るは2つ。

　B　透過波　←　｜　←　A　入射波
　　　　　　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　｜　→　B　反射波
　　　　　V2　　　　　　　　　　V1
とすれば、Aのエネルギーの流れ＝Bのエネルギーの流れ＋Cの...
なはず。この関係でもう一つ決まる。だいたい単振動に近似できる
波のエネルギーは1/2ρω^2・A^2・vだったはず。
0051ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 01:13:48.66ID:???
★★　暇人の私の考えなんだが2　★★
最後に大事なのがν、ω、T、fなんでもいいが、時間のパラメータは
不変だと言うことだ。vとλはなぜか変わる。連続と微分可能性という
境界条件を利用するときもこの条件は外せない。音を反射させたら
大きくなったが低くなった、ということがあれば成り立たない。あるのか
どうかは知らないが...

それはそれとして、
ρ2V2<ρ1V1なら　B>0　自由端？
ρ2V2=ρ1V1なら　B>0　反射しない
ρ2V2>ρ1V1なら　B<0　固定端？
B<0のことを-sin(x)=sin(x+π)として逆位相と呼ぶ、みたいだ。
正負が変わったというべきか、πだけズレたと言うべきか、それは自由。

電気回路でいうインピーダンスマッチングみたいなもんだなと思う。
エネルギーが境界で詰まって反射している。
0052ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 01:14:07.44ID:???
★★　暇人の私の考えなんだが3　★★
壁の問題だけ見ていたから前提を知らないが、Bの正負で答えは
変わると思うな、以上。
0054ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 02:11:42.24ID:???
音波は疎密波で
疎密波の場合、壁の直近は空気が詰まるから固定端でしょ
空気が壁で跳ね返る瞬間のそこの空気の密度を想像したらいい
凄く詰まってるって感覚が湧いてくるよね
0057ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 03:10:48.22ID:ykTy3dYo
物理の出題者って理学部物理だけじゃなく、工学系の教員の可能性もあるよね
0059ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2018/01/08(月) 03:56:55.29ID:???
多分、
○　圧力の波
○　空気が前後どちらに変位しているかの波
が違うんだよ。圧力の波は当然凸の波を送ったら凸のまま返ってくる。圧力の高い波を
送って低い波が返ることはない。でも空気がどちらに変位しているかの波はこれも当然
前後が変わるんだから、同じ軸で見る限りは反対向きの変位になっているはず。
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