T

Một sóng cơ truyền trên sợi dây dài, nằm ngang, dọc theo chiều...

Câu hỏi: Một sóng cơ truyền trên sợi dây dài, nằm ngang, dọc theo chiều dương của trục Ox với tốc độ truyền sóng là v và biên độ không đổi. Tại thời điểm t0=0, phần tử tại O bắt đầu dao động từ vị trí cân bằng theo chiều âm của trục Ou. Tại thời điểm t1​ = 0,3 s hình ảnh của một đoạn dây như hình vẽ. Khi đó vận tốc dao động của phần tử tại D là vD=π8v và quãng đường phần tử E đã đi được là 24 cm. Biết khoảng cách cực đại giữa hai phần tử C, D là 5cm. Phương trình truyền sóng là
image2.png
A. u=cos(40π3tπx3π2)cm (x tính bằng cm; t tính bằng s).
B. u=cos(20πtπx3+π2)cm (x tính bằng cm; t tính bằng s).
C. u=3cos(20πtπx12+π2)cm (x tính bằng cm; t tính bằng s).
D. u=3cos(40π3tπx12π2)cm (x tính bằng cm; t tính bằng s).
Phương pháp:
Thời điểm đầu tiên sóng bắt đầu từ 0 nên: uO=A.cos(ωt+π2)cm
Sau thời gian t = 0,3s, sóng có dạng như hình vẽ, điểm O lại đang ở VTCB và chuyển động về biên âm nên: t=0,3s=nT
Dễ thấy từ 0 đến E là một bước sóng ứng với 6 ô li, nên sóng truyền từ 0 đến E mất thời gian 1 chu kì T. Vì vậy quãng đường mà E đi được trong thời gian trên là: S=(n1).4A
Hai điểm C và D đều đang cách đỉnh sóng một khoảng nửa ô li nên biên độ của D là xD=32A và vận tốc của D lúc đó là vD=12vmax=12.ωA
Vận tốc sóng v=λ.f
Khoảng cách giữa vtcb của C và D ứng với 1 ô li, khoảng cách giữa C và D là: CD=d2+(uCuD)2
Lời giải:
Thời điểm đầu tiên sóng bắt đầu từ O nên: uO=A.cos(ωt+π2)cm
image8.png

Sau thời gian t = 0,3s, sóng có dạng như hình vẽ, điểm O lại đang ở vtcb và chuyển động về biên âm nên: t=0,3s=nT
Dễ thấy từ O đến E là một bước sóng ứng với 6 ô li, nên sóng truyền từ O đến E mất thời gian 1 chu kì T. Vì vậy quãng đường mà E đi được trong thời gian trên là: S=(n1).4A
Hai điểm C và D đều đang cách đỉnh sóng một khoảng nửa ô li nên biên độ của D là xD=32A và vận tốc của D lúc đó là:
vD=12vmax=12ω.A12ωA=π8v=π8.λ.f=π8.λ.ω2πλ=8A
Ta có VTLG:
image9.png

Khoảng cách giữa VTCB của C và D ứng với 1 ô li tức là CD=λ6α=π3,
Khoảng cách giữa hai điểm C và D là: CD=d2+(uCuD)2
Khoảng cách giữa hai điểm C và D cực đại là 5 cm khi (uCuD) cực đại.
image10.png

Ta có uCuD=A.cos(ωtπ3)(uCuD)max=A
CD=d2+(uCuD)25=(λ6)2+(uCuD)2=(8A6)2+A2A=3cmλ=8A=24cm
Ta có: S=(n1).4A=24n=3
Lại có: t=0,3s=3TT=0,1sω=2πT=20π(rad/s)
Vậy ta có phương trình truyền sóng là:
u=3.cos(20πt+π22πx24)=3.cos(20πt+π2πx12)cm
Đáp án C.
 

Quảng cáo

Back
Top