問題文
線密度 ρ、張力 S の一様な弦が x<0 の領域に存在し、原点で質量 m の小環に結ばれている。小環は y 軸に沿ったガイド上を摩擦なく動く。重力と空気抵抗は無視する。
弦の変位を y(x,t) とする。微小変位の範囲では、小環が弦から受ける力の y 成分は、
−S∂x∂y(0,t)
と近似できるものとする。
弦を伝わる横波の速さは、
v=ρS
である。
原点へ向かう入射波を、
yin(x,t)=Acos(ωt−kx)
とする。ただし、
k=vω
である。
反射波を、
yref(x,t)=Bcos(ωt+kx)+Csin(ωt+kx)
とする。
小環には、弦からの力以外に y 方向の力は働かない。
B/A と C/A を求めよ。
得られた値を、
AB=qp,AC=qr
と表す。ただし、p,q,r は正の自然数であり、各分数は既約である。
制約
- ρ=4.00×10−2kg/m
- S=25.0N
- m=1.12×10−2kg
- ω=75.0rad/s
入力形式
p+q+r を自然数で入力せよ。