Định nghĩa, phân loại và những đặc trưng của sóng cơ. Phương trình sóng cơ phụ thuộc vào thời hạn và không gian được trình diễn rất bỏ ra tiết.

Bạn đang xem: Vận tốc truyền sóng


SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

A.LÝ THUYẾT

1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại

+ Sóng cơ là các dao động viral trong môi trường xung quanh .

 + khi sóng cơ truyền đi chỉ tất cả pha xê dịch của các bộ phận vật chất lan truyền còn các bộ phận vật chất thì xấp xỉ xung xung quanh vị trí cân đối cố định.

 + Sóng ngang là sóng trong những số ấy các phần tử của môi trường dao rượu cồn theo phương vuông góc cùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng cùng bề mặt nước, sóng trên gai dây cao su.

 + Sóng dọc là sóng trong số đó các phần tử của môi trường thiên nhiên dao hễ theo phương trùng với phương truyền sóng.

Ví dụ: sóng âm, sóng trên một lò xo.

 2.Các đặc thù của một sóng hình sin

  + Biên độ của sóng A: là biên độ xấp xỉ của một phần tử của môi trường thiên nhiên có sóng truyền qua.

 + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ dao động của một phần tử của môi trường xung quanh sóng truyền qua.

 + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ sóng : f = (frac1T)

 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ viral dao rượu cồn trong môi trường. Phụ thuộc thực chất môi trường ((v_R> v_L> v_K)) và nhiệt độ (nhiệt độ của môi trường tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)

 + Bước sóng λ: là quảng đường nhưng mà sóng truyền được vào một chu kỳ. λ = vT = (fracvf).

 +Bước sóng  λ cũng là khoảng cách giữa nhị điểm sát nhau duy nhất trên phương truyền sóng xấp xỉ cùng pha.

 +Khoảng giải pháp giữa nhì điểm sát nhau độc nhất trên phương truyền sóng mà xấp xỉ ngược trộn là (fraclambda 2).

 +Khoảng bí quyết giữa nhị điểm gần nhau tuyệt nhất trên phương truyền sóng mà xấp xỉ vuông trộn là (fraclambda 4) .

 +Khoảng giải pháp giữa nhị điểm ngẫu nhiên trên phương truyền sóng mà xấp xỉ cùng pha là: kλ.


 +Khoảng biện pháp giữa nhì điểm ngẫu nhiên trên phương truyền sóng mà xấp xỉ ngược pha là: (2k+1)(fraclambda 2).

 +Lưu ý: giữa n đỉnh (ngọn) sóng gồm (n - 1) cách sóng.

*

3. Phương trình sóng:

a.Tại nguồn O: uO =Aocos(ωt)

b.Tại M bên trên phương truyền sóng:

uM=AMcosω(t- ∆t)

*

Nếu bỏ qua mất mát tích điện trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng tại O và M bằng nhau: Ao = AM = A.

Thì: uM =Acosω(t - (fracxv)) =Acos 2π((fractT-fracxlambda )) cùng với t ≥ x/v

c.Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(ωt + φ).

*

 d.Tại điểm M phương pháp O một đoạn x bên trên phương truyền sóng.

* Sóng truyền theo chiều dương của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ - (omega fracxv) ) = AMcos(ωt + φ- (2pi fracxlambda )) t ≥ x/v

* Sóng truyền theo hướng âm của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ + (omega fracxv)) = AMcos(ωt +φ+ (2pi fracxlambda ))

-Tại một điểm M xác minh trong môi trường sóng: x =const; uM là hàm điều hòa theo t với chu kỳ T.

-Tại 1 thời điểm khẳng định t= const ; uM là hàm biến thiên cân bằng theo không khí x với chu kỳ luân hồi λ.


 e. Độ lệch pha giữa hai điểm phương pháp nguồn một khoảng tầm xM, xN: (Delta varphi _MN=omega fracx_N-x_Mv=2pi fracx_N-x_Mlambda ) 

+Nếu 2 điểm M cùng N dao động cùng trộn thì:

(Delta varphi _MN=2kpi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =2kpi Leftrightarrow x_N-x_M=klambda (kin Z))

+Nếu 2 điểm M với N giao động ngược trộn thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)pi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)pi)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 2 (kin Z))

+Nếu 2 điểm M cùng N xê dịch vuông trộn thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)fracpi 2 Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)fracpi 2)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 4 (kin Z))

-Nếu 2 điểm M và N nằm trong một phương truyền sóng và giải pháp nhau một khoảng chừng x thì:

(Delta varphi =omega fracxv=2pi fracxlambda )

 (Nếu 2 điểm M với N bên trên phương truyền sóng và cách nhau một khoảng tầm d thì : (Delta varphi =frac2pi dlambda ) )


 - Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ:

+ xấp xỉ cùng pha khi: d = kλ

+ xấp xỉ ngược pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 2)

+ xấp xỉ vuông pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 4)

cùng với k = 0, ±1, ±2 ...

lưu lại ý: Đơn vị của x, x1, x2,d, l cùng v phải tương xứng với nhau.

*

f. Trong hiện tượng truyền sóng trên gai dây, dây được kích thích xê dịch bởi nam châm hút từ điện cùng với tần số chiếc điện là f thì tần số giao động của dây là 2f.

 

B. VÍ DỤ

Ví dụ 1:  Một người ngồi ở bờ biển lớn trông thấy bao gồm 10 ngọn sóng qua khía cạnh trong 36 giây, khoảng cách giữa nhì ngọn sóng là 10m.. Tính tần số sóng biển.và gia tốc truyền sóng biển.

A. 0,25Hz; 2,5m/s B. 4Hz; 25m/s C. 25Hz; 2,5m/s D. 4Hz; 25cm/s 

Hướng dẫn giải:  Xét tại một điểm gồm 10 ngọn sóng truyền qua ứng cùng với 9 chu kì. T= (frac369) = 4s. Xác định tần số dao động. (f=frac1T=frac14=0,25Hz) .Vận tốc truyền sóng:(lambda =vTRightarrow v=fraclambda T=frac104=2,5(m/s)) .


Đáp án A

Ví dụ 2:   Một sóng cơ truyền bên trên một sợi dây bầy hồi siêu dài. Phương trình sóng trên một điểm trên dây: u = 4cos(20π t - (fracpi x3) )(mm).Với x: đo bởi met, t: đo bằng giây. Tốc độ truyền sóng trên gai dây có mức giá trị.

A. 60mm/s B. 60 cm/s C. 60 m/s D. 30mm/s

Hướng dẫn giải:  Ta có= (fracpi x3) (=frac2pi xlambda ) => λ = 6 m => v = λ.f = 60 m/s (chú ý: x đo bởi met). 

Đáp án C

Ví dụ 3: Một sóng cơ học tập truyền theo phương Ox với biên độ coi như ko đổi. Trên O, xê dịch có dạng u = acosωt (cm). Tại thời gian M cách xa tâm dao động O là (frac13)  bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có mức giá trị là 5 cm?. Phương trình xấp xỉ ở M vừa lòng hệ thức nào sau đây:

A. (u_M=acos(omega t-frac2lambda 3)cm) B. (u_M=acos(omega t-fracpi lambda 3)cm)

C. (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)  D. (u_M=acos(omega t-fracpi 3)cm)  


Chọn C

Hướng dẫn giải :  Sóng truyền từ bỏ O mang lại M mất một thời gian là :t = (fracdv=fraclambda 3v) Phương trình xấp xỉ ở M bao gồm dạng:(u_M=acosomega (t-frac1.lambda v.3)) .Với v =λ/T .Suy ra : Ta có: (fracomega v=frac2pi T.fraclambda T=frac2pi lambda ) Vậy (u_M=acos(omega t-frac2pi .lambda lambda .3)) Hay : (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

 Bài : Một người quan sát một mẫu phao bên trên mặt biển thấy phao nhấp nhô tăng lên và giảm xuống tại nơi 16 lần vào 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tục nhau bởi 24m. Vận tốc truyền sóng bên trên mặt hải dương là

A. v = 4,5m/s B. v = 12m/s. C. v = 3m/s D. v = 2,25 m/s

Bài 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình là (u=5cos(6pi t-pi x)) (cm), cùng với t đo bằng s, x đo bởi m. Vận tốc truyền sóng này là

A. 3 m/s. B. 60 m/s. C. 6 m/s. D. 30 m/s.


Bài 3:  Một gai dây đàn hồi nằm ngang gồm điểm đầu O xấp xỉ theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Tốc độ truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M phương pháp O d=50 cm.

A. (u_M=5cos(4pi t-5pi )(cm)) B. (u_M=5cos(4pi t-2,5pi )(cm))

C. (u_M=5cos(4pi t-pi )(cm)) D. (u_M=5cos(4pi t- 25pi )(cm))

Bài 4:  Trên một sợi dây dài vô hạn bao gồm một sóng cơ lan truyền theo phương Ox với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( trong những số đó t tính bằng s; x tính bởi m). M, N là nhị điểm nằm cùng phía so với O cách nhau 5 m. Tại cùng một thời điểm khi thành phần M trải qua vị trí thăng bằng theo chiều dương thì bộ phận N

A. trải qua vị trí cân bằng theo chiều dương. B. trải qua vị trí cân đối theo chiều âm.

C. ở phần biên dương. D. tại vị trí biên âm.

Bài 5: đến phương trình sóng: (u=asin(0,4pi x+7pi t+fracpi 3)) (m, s). Phương trình này biểu diễn:


A. Sóng đuổi theo chiều âm của trục x với tốc độ (m/s)

B. Sóng đuổi theo chiều dương của trục x với gia tốc (m/s)

C. Sóng chạy theo chiều dương của trục x với gia tốc 17,5 (m/s)

D. Sóng đuổi theo chiều âm của trục x với gia tốc 17,5 (m/s)

Bài 6: Một sóng ngang truyền trên gai dây lũ hồi rất dài với tần số 500Hz. Bạn ta thấy hai điểm A,B trên tua dây bí quyết nhau 200cm xấp xỉ cùng pha cùng trên đoạn dây AB có hai điểm khác giao động ngược pha với A. Vận tốc truyền sóng trên dây lả:

A. 500cm/s B. 1000m/s C. 500m/s D. 250cm/s

Bài 7: Một dao động viral trong môi trường thường xuyên từ điểm M đến điểm N cách M một quãng 7λ/3(cm). Sóng truyền với biên độ A ko đổi. Biết phương trình sóng trên M tất cả dạng uM = 3cos2πt (uM tính bằng cm, t tính bởi giây). Vào thời điểm t1 tốc độ dao cồn của thành phần M là 6π(cm/s) thì tốc độ dao động của phần tử N là A. 3π (cm/s). B. 0,5π (cm/s). C. 4π(cm/s). D. 6π(cm/s).


Bài 8:  Một sóng cơ lan truyền trên tua dây với chu kì T, biên độ A. Ở thời gian t0 , ly độ các bộ phận tại B cùng C khớp ứng là -24 mm với +24 mm; các bộ phận tại trung điểm D của BC đang tại vị trí cân bằng. Ở thời gian t1, li độ các phần tử tại B với C thuộc là +10mm thì thành phần ở D bí quyết vị trí thăng bằng của nó

A.26mm  B.28mm C.34mm  D.17mm

Bài 9:   Sóng viral từ mối cung cấp O dọc theo 1 đường thẳng với biên độ ko đổi. Ở thời gian t = 0 , điểm O đi qua vị trí thăng bằng theo chiều (+). Ở thời điểm bằng một nửa chu kì một điểm phương pháp nguồn 1 khoảng bằng 1/4 bước sóng có li độ 5cm. Biên độ của sóng là A. 10cm B. 5(sqrt3)cm C. 5(sqrt2) cm D. 5cm

Bài 10:  Một sóng cơ học viral dọc theo 1 con đường thẳng bao gồm phương truyền sóng tại mối cung cấp O là :

uo = Acos( (frac2pi Tt+fracpi 2) ) (cm). Ở thời điểm t = 50% chu kì một điểm M giải pháp nguồn bằng 1/3 bước sóng bao gồm độ dịch rời uM = 2(cm). Biên độ sóng A là


 A. 4cm. B.

Xem thêm: Bộ Đề Thi Học Kì 1 Lớp 10 Môn Tiếng Anh Năm 2021, 10 Đề Thi Học Kỳ 1 Tiếng Anh 10 Có Đáp Án

2 cm. C. 4/(sqrt3) cm. D. 2(sqrt3) cm

Tải về

Luyện bài xích tập trắc nghiệm môn vật lý lớp 12 - xem ngay