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1[해양경찰 물리] 25년 1회차
진폭이 각각 A, 23\frac{2}{3}A, 12\frac{1}{2}A인 세 개의 사인형 파동이
같은 방향으로 진행한다. 진동수와 파장이 모두
같고, 위상 수는 차례로 00, π2\frac{\pi}{2}, π\pi이다. 세 파동의
합성파의 진폭은 얼마인가?
1
23A\frac{2}{3}\mathrm{A}
2
56A\frac{5}{6}\mathrm{A}
3
34A\frac{3}{4}\mathrm{A}
4
A
해설

진동수와 파장이 같은 파동은 진폭을 위상각 방향의 벡터(페이저)로 더하며, 합성 진폭은 56A\dfrac{5}{6}\mathrm{A}이다.

위상 00과 π\pi인 두 파동은 서로 반대 방향이므로 상쇄되어 A−12A=12A\mathrm{A}-\dfrac{1}{2}\mathrm{A}=\dfrac{1}{2}\mathrm{A}가 남는다.

이것과 위상 π2\dfrac{\pi}{2}인 23A\dfrac{2}{3}\mathrm{A}는 서로 수직이므로
(12)2+(23)2 A=936+1636 A=56A\sqrt{\left(\dfrac{1}{2}\right)^2+\left(\dfrac{2}{3}\right)^2}\,\mathrm{A}=\sqrt{\dfrac{9}{36}+\dfrac{16}{36}}\,\mathrm{A}=\dfrac{5}{6}\mathrm{A}

  • A\mathrm{A}: 가장 큰 파동의 진폭만 남는다고 본 값으로, 위상 π\pi 파동의 상쇄와 위상 π2\dfrac{\pi}{2} 파동의 수직 합성을 반영하지 않았다.
  • 34A\dfrac{3}{4}\mathrm{A}: 수직 성분을 페이저로 합성하지 않은 값으로, 피타고라스 합 56A\dfrac{5}{6}\mathrm{A}와 맞지 않는다.
  • 23A\dfrac{2}{3}\mathrm{A}는 위상 00과 π\pi 성분이 완전히 상쇄된다고 본 값이지만, 두 진폭이 달라 12A\dfrac{1}{2}\mathrm{A}가 남는다.

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