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令和6年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問25を解説|弾性波

令和6年度 騒音・振動概論 問25は、地盤を伝わる弾性波(実体波・表面波)に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

地盤を伝わる波には、内部を伝わる実体波(縦波・横波)と、地表付近を伝わる表面波(レイリー波など)があります。速度は媒質の硬さ(弾性率)と密度で決まり、硬いほど速く、密度が大きいほど遅くなります。分かれ目は密度と速度の向きで、縦波も横波も速度は密度の平方根に反比例します。選択肢(2)は縦波の速度を「密度の平方根に比例する」と逆向きに述べています。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(2)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)地表で観測される波動には、実体波と表面波があります。正しい記述です。
(2)×(誤り)縦波の速度は密度の平方根に反比例します。「比例する」とする点が誤りです。
(3)○(正しい)横波の速度は密度の平方根に反比例します。正しい記述です。
(4)○(正しい)縦波と横波の速度比は、ポアソン比によって変化します。正しい記述です。
(5)○(正しい)地表面に沿って伝わる横波とレイリー波は、異なる距離減衰をもちます。正しい記述です。

選択肢(2)のポイント(ここが誤り)

無限に大きな弾性体内では、縦波の速度は「弾性率」を密度で割った値の平方根で表されます。つまり分母に密度が入るため、縦波も横波も速度は密度の平方根に反比例します。密度が大きい(重い)媒質ほど動かしにくく、波は遅くなるというイメージです。選択肢(3)は横波について正しく「反比例」と述べているのに、選択肢(2)は縦波だけ「密度の平方根に比例する」と向きを逆にしています。縦波・横波いずれも密度に対しては反比例である点を押さえれば見分けられます。

覚え方

  • 弾性波の速度は硬いほど速く・重い(密度大)ほど遅い。密度の平方根に反比例。
  • 地盤の波=実体波(縦波・横波)+表面波(レイリー波)。縦波が最も速い。

理解度チェック

Q.

弾性体内の縦波・横波の速度は、密度に対してどう変わる?

いずれも密度の平方根に反比例します。密度が大きいほど速度は遅くなります。

Q.

地盤を伝わる波にはどんな種類がある?

内部を伝わる実体波(縦波・横波)と、地表付近を伝わる表面波(レイリー波など)があります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」(公式PDF