解説

Step 1：固定端での定在波

固定端Fは必ず節になります。節は固定端から \(\lambda/2\) 間隔で並びます。

Step 2：節の位置の特定

入射波の波形から波長を読み取ります。図より \(\lambda\) を読み取り、固定端Fからの距離が \(n\lambda/2\)（\(n = 0, 1, 2, \ldots\)）の位置が節です。

入射波の波形で、固定端Fの位置の変位とその近傍から、反射波と合わせたときの節の位置を特定します。

Step 3：節の位置

固定端F（常に節）から \(\lambda/2\) ごとに節が並ぶため、図中の記号で答えると B, D, F が節の位置です。

数値計算：\(\lambda=2.0\) m、\(T=0.50\) s：

$$v = \lambda/T = 2.0/0.50 = 4.0 \text{ m/s}$$ $$\text{固定端：符号反転 + 方向反転}$$ $$y = y_i + y_r \text{（定在波形成）}$$

補足：正弦波の反射

固定端：符号・方向反転。自由端：方向のみ反転。合成で定在波。