Điều kiện có sóng dừng trên dây. C2.P5.1.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Image result for stationary waves definition

Hình 2.5.1: Hình ảnh sóng dừng trên dây khi một đầu là nút, N là nút (node) và A là bụng (Antinode), nguồn ảnh trên internet.

* Kiến thức cần đạt:

Điều kiện chiều dài dây có sóng dừng khi hai đầu là nút, hai đầu là bụng, khi một đầu là nút và một đầu là bụng. Với ống sáo, ghi nhớ điều kiện đó luôn luôn là một đầu nút và một đầu là bụng.

* Logic toán học:

– Phương trình sóng dừng trên dây có một đầu là điểm buộc chặt (nút)

Image result for stationary waves definition

Hình 2.5.2: Sóng dừng trên dây là tổng hợp của sóng tới và sóng phản xạ, hình ảnh trên internet: https://www.google.com.vn/search?q=stationary+waves+definition&source

Xét sóng tới lấy gốc tọa độ tại điểm buộc chặt, nút. Xét một điểm M cách cách nút một khoảng cách d (m).

Sóng tại gốc O trùng với điểm nút phía đầu phải của dây căng ngang.

Khi đó sóng tới (incident wave) tại M có dạng:

Trong đó:  là do sóng truyền từ M đến O.

 

 

Sóng phản xạ (reflected wave) tại điểm buộc chặt, quay lại M có dạng.

Trong đó:

Vậy phương trình sóng tại M là tổng hợp của hai sóng tại M sẽ có dạng:

Với biên độ:

Các em thấy để Ao cực đại thì

Khi k = 0, tại đó là điểm bụng đầu tiên cách nút ¼ λ, các điểm tiếp theo sẽ cách điểm đầu tiên k.λ/2

Các điểm dao động với biên độ cực đại sẽ cách điểm nút 0, những khoảng là:

 – Phương trình sóng dừng trên dây có một đầu để tự do (bụng)

Với cách lập luận tưng tự, sóng dừng sẽ là tổng của hai sóng tới và sóng lui. Với sóng lui (sóng phản xạ) trong trường hợp này sẽ cùng pha với sóng tới tại điểm đầu tự do, đầu O tự do.

Sóng tới là:

Sóng phản xạ là:

Vậy sóng tổng hợp là:

 

Tại d = 0, tại đầu O để tự do, biên độ sóng dừng là: 2.A

Cách đầu tự do những khoảng:  cũng sẽ là bụng sóng.

* Tổng kết điều kiện chiều dài dây L thỏa mãn

1. Hai đầu là nút hoặc hai đầu là bụng khi:

2. Một đầu nút 1 đầu bụng khi:

* Bài tập ví dụ:

Bài 1. Một dây cao su căng ngang, 1 đầu gắn cố định, đầu kia gắn vào một âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz. Trên dây hình thành 1 sóng dừng có 7 nút (không kể hai đầu). Biết dây dài 1m và khi có sóng dừng, hai đầu dây cũng là hai nút.

a. Tính vận tốc truyền sóng trên dây

b. Thay đổi f của âm thoa là f’. Lúc này trên dây chỉ còn 3 nút (không kể hai đầu). Tính f’?

Lời giải:

a. Trên day kể cả hai đầu có: 7 + 2 = 9 nút → sẽ có 8 bụng hoàn chỉnh. Tức là:

 → λ = 2/8 = 25 cm.

Khi đó: 10 (m/s)

b. Trên dây còn 3 nút chưa kể 2 nút ở đầu. Tổng số nút là: 5 nút. Tổng số bụng hoàn chỉnh là: 4 bụng. Khi đó:

 → λ = 2/4 = 50 cm.

 Đs: a. 10 m/s; b. 20 Hz.

    Bài tập trắc nghiệm

  • (1)

    Một dây đàn hồi có chiều dài L, một đầu cố định, một đầu tự do. Sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất là:

    L

    L/2

    2L

    4L

  • (2)

    Một dây đàn hồi có chiều dài L, hai đầu cố định. Sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất là:

    L

    2L

    L/2

    3L

  • (3)

    Một dây đàn hồi có chiều dài L, hai đầu là 2 bụng. Sóng dừng trên dây có bước sóng dài nhất là:

    3L

    2L

    L

    L/2

  • (4)

    Trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m, hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết sóng trên dây có tần số 100 Hz và tốc độ 80 m/s. Số bụng sóng trên dây là

    2

    3

    5

    4

  • (5)

    Một sợi dây AB có chiều dài 1 m căng ngang, đầu A cố định, đầu B gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hoà với tần số 20 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định với 4 bụng sóng, B được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là:

    15 m/s.

    2,5 m/s.

    10 m/s.

    50 m/s.

  • (6)

    Một sợi dây đàn hồi căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây có sóng dừng, tốc độ truyền sóng không đổi. Khi tần số sóng trên dây là 42 Hz thì trên dây có 4 điểm bụng. Nếu trên dây có 6 điểm bụng thì tần số sóng trên dây là

    43 Hz.

    63 Hz.

    73 Hz.

    53 Hz.

  • (7)

    Một sợi dây đàn hồi, hai đầu cố định có sóng dừng. Khi tần số sóng trên dây là 20 Hz thì trên dây có 3 bụng sóng. Muốn trên dây có 4 bụng sóng thì phải

    Tăng tần số thêm 20/3 Hz.

    Giảm tần số đi 10 Hz.

    Tăng tần số thêm 30 Hz.

    Giảm tần số đi còn 20/3 Hz.

  • (8)

    Một sợi dây chiều dài l căng ngang, hai đầu cố định. Trên dây đang có sóng dừng với n bụng sóng, tốc độ truyền sóng trên dây là v. Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là:

    .

  • (9)

    Trên một sợi dây đàn hồi dài 100 cm với hai đầu A và B cố định đang có sóng dừng, tần số sóng là 50 Hz. Không kể hai đầu A và B, trên dây có 3 nút sóng . Tốc độ truyền sóng trên dây là

    20 m/s.

    15 m/s.

    25 m/s.

    35 m/s.

  • (10)

    Sóng dừng trên dây nằm ngang. Trong cùng bó sóng, A là nút, B là bụng, C là trung điểm AB. Biết CB = 4cm. Thời gian ngắn nhất giữa hai lần C và B có cùng li độ là 0,13s. Tính vận tốc truyền sóng trên dây.

    1,23 m/s

    2,46 m/s

    2,23 m/s

    1,36m/s

  • (11)

    Trong thí nghiệm về sóng dng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,2 m với hai đầu cố đnh, người ta quan sát thấy ngoài hai đu dây cố đnh còn hai điểm khác trên dây không dao đng. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vi sợi dây duỗi thẳng 0,05 s. Vận tc truyền ng trên dây

    8 m/s

    4 m/s

    12 m/s

    16 m/s

  • (12)

    Dây AB dài 0,9 m treo thẳng đứng tới đầu B để tự do. Cho đầu A dao động liên tục với tần số 50 Hz thì trên dây có sóng dừng. Tốc độ lan truyền sóng trên dây là 20 m/s. Tính số nút và số bụng sóng trên dây.

    6 nút – 6 bụng

    5 nút – 5 bụng

    5 nút – 6 bụng

    6 nút – 5 bụng

  • (13)

    Một sợi dây AB dài 100 cm căng ngang, đầu B cố định, đầu A gắn với một nhánh của âm thoa dao động điều hòa với tần số 40 Hz. Trên dây AB có một sóng dừng ổn định, A được coi là nút sóng. Tốc độ truyền sóng trên dây là 20 m/s. Kể cả A và B, trên dây có:

    5 nút và 4 bụng

    3 nút và 2 bụng

    9 nút và 8 bụng

    7 nút và 6 bụng

  • (14)

    Mt sợi dây căng giữa hai điểm cố định cách nhau 80cm. Hai sóng có tn sgn nhau liên tiếp cùng to ra sóng dng trên dây là f1=70 Hz và f2=84 Hz. Tìm tốc độ truyn sóng trên dây. Biết tốc độ truyền sóng trên dây không đổi với mọi tần.

    26,9 m/s

    22,4 m/s

    18,7 m/s

    11,4 m/s

  • (15)

    Hai sóng hình sin cùng bước sóng, cùng biên độ a truyền ngược chiu nhau trên mt si dây cùng vn tc 20cm/s to ra sóng dng. Biết 2 thời điểm gn nht mà dây dui thng là 0,5s. Giá trị bước sóng là :

    5 cm

    15,5 cm

    10 cm

    20 cm

  • (16)

    Trên một si dây có sóng dừng, điểm bng M cách nút gn nht N một đoạn 10cm, khong thi gian gia hai ln liên tiếp trung điểm P của đoạn MN có cùng li độ với điểm M là 0,1 giây. Tốc độ truyn sóng trên dây là

    400 cm/s

    100 cm/s

    300 cm/s

    200 cm/s

  • (17)

    Mt sợi dây đàn hồi được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu dưới của dây để tự do. Người ta to sóng dng trên dây vi tn sbé nht là f1. Để có sóng dng trên dây phải tăng tần sti thiểu đến giá trf2. Tsf2/f1 là:

    2

    1,5

    2,5

    3

Để lại một bình luận

Hãy trở thành người đầu tiên bình luận!

avatar
wpDiscuz
Bài liên quan
Sách và tư liệu
Nghìn lẻ một đêm – Chương 5: Viên tể tướng bị trừng phạt
No img
Trong một ngày săn, những tuỳ tùng sục sạo lùa ra được một chú hoẵng. ...
Hãy tự cáo lỗi trước đã – Đắc nhân tâm
No img
Hãy Tự Cáo Lỗi Trước ĐãCách đây và năm cháu gái tôi, Josephine Carnegie, rời quê hương tới làm thư ...
Lý 12, kiểm tra học kì 1, Nhân Chính – Hà Nội, 2015-2016, có đáp án
Lý 12, kiểm tra học kì 1, Nhân Chính – Hà Nội, 2015-2016, có đáp án
Ôn tập 3 chương đầu tiên, mức độ đọc hiểu & vận dụng.CHÚC CÁC EM THÀNH CÔNG!!!