SÓNG cơ và sự TRUYỀN SÓNG cơ

SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ A.LÝ THUYẾT 1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại + Sóng dao động lan truyền môi trường + Khi sóng truyền có pha dao động phần tử vật chất lan truyền phần tử vật chất dao động xung quanh vị trí cân cố định + Sóng ngang sóng phần tử môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng Ví dụ: sóng mặt nước, sóng sợi dây cao su + Sóng dọc sóng phần tử môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng Ví dụ: sóng âm, sóng lò xo 2.Các đặc trưng sóng hình sin : biên độ dao động phần tử môi trường có sóng truyền qua + Chu kỳ sóng T: chu kỳ dao động phần tử môi trường sóng truyền qua + Biên độ sóng A + Tần số f: đại lượng nghịch đảo chu kỳ sóng : f = + Tốc độ truyền sóng v : tốc độ lan truyền dao động môi trường phụ thuộc chất môi trường ( ) nhiệt độ (nhiệt độ môi trường tăng tốc độ lan truyền nhanh) + Bước sóng λ: quảng đường mà sóng truyền chu kỳ λ = vT = +Bước sóng λ khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng dao động pha +Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động ngược pha +Khoảng cách hai điểm gần phương truyền sóng mà dao động vuông pha +Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động pha là: kλ +Khoảng cách hai điểm phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1) +Lưu ý: Giữa n đỉnh (ngọn) sóng có (n - 1) bước sóng Phương trình sóng: a.Tại nguồn O: uO =Aocos(ωt) b.Tại M phương truyền sóng: uM=AMcosω(t- ∆t) Nếu bỏ qua mát lượng trình truyền sóng biên độ sóng O M nhau: Ao = AM = A Thì: uM =Acosω(t - ) =Acos 2π( ) Với t ≥ x/v c.Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(ωt + φ) d.Tại điểm M cách O đoạn x phương truyền sóng * Sóng truyền theo chiều dương trục Ox thì: uM = AMcos(ωt + φ ) = AMcos(ωt + φ) t ≥ x/v * Sóng truyền theo chiều âm trục Ox thì: uM = AMcos(ωt + φ + ) = AMcos(ωt +φ+ ) -Tại điểm M xác định môi trường sóng: x =const; u M hàm điều hòa theo t với chu kỳ T -Tại thời điểm xác định t= const ; uM hàm biến thiên điều hòa theo không gian x với chu kỳ λ e Độ lệch pha hai điểm cách nguồn khoảng x M, xN: +Nếu điểm M N dao động pha thì: +Nếu điểm M N dao động ngược pha thì: +Nếu điểm M N dao động vuông pha thì: -Nếu điểm M N nằm phương truyền sóng cách khoảng x thì: (Nếu điểm M N phương truyền sóng cách khoảng d : ) - Vậy điểm M N phương truyền sóng sẽ: + dao động pha khi: d = kλ + dao động ngược pha khi: d = (2k + 1) + dao động vuông pha khi: d = (2k + 1) với k = 0, ±1, ±2 Lưu ý: Đơn vị x, x1, x2,d, l v phải tương ứng với f Trong tượng truyền sóng sợi dây, dây kích thích dao động nam châm điện với tần số dòng điện f tần số dao động dây 2f B VÍ DỤ Ví dụ 1: Một người ngồi bờ biển trông thấy có 10 sóng qua mặt 36 giây, khoảng cách hai sóng 10m Tính tần số sóng biển.và vận 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 điểm có 10 sóng truyền qua ứng với chu kì T= = 4s Xác định tần số dao động .Vận tốc truyền sóng: Đáp án A Ví dụ 2: Một sóng truyền sợi dây đàn hồi dài Phương trình sóng điểm dây: u = 4cos(20π t )(mm).Với x: đo met, t: đo giây Tốc độ truyền sóng sợi dây có giá trị A 60mm/s B 60 cm/s C 60 m/s D 30mm/s Hướng dẫn giải: Ta có= => λ = m => v = λ.f = 60 m/s (chú ý: x đo met) Đáp án C Ví dụ 3: Một sóng học truyền theo phương Ox với biên độ coi không đổi Tại O, dao động có dạng u = acosωt (cm) Tại thời điểm M cách xa tâm dao động O bước sóng thời điểm 0,5 chu kì ly độ sóng có giá trị cm? Phương trình dao động M thỏa mãn hệ thức sau đây: A B C D Chọn C Hướng dẫn giải : Sóng truyền từ O đến M thời gian :t = Phương trình dao động M có dạng: Ta có: Với v =λ/T Suy : Vậy Hay : C BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài : Một người quan sát phao mặt biển thấy phao nhấp nhô lên xuống chỗ 16 lần 30 giây khoảng cách đỉnh sóng liên tiếp 24m Tốc độ truyền sóng mặt biển A v = 4,5m/s B v = 12m/s C v = 3m/s D v = 2,25 m/s Bài 2: Một sóng truyền dọc theo trục Ox có phương trình là (cm), với t đo s, x đo m Tốc độ truyền sóng A m/s B 60 m/s C m/s D 30 m/s Bài 3: Một sợi dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O dao động theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s Vận tốc truyền sóng 40cm/s Viết phương trình sóng M cách O d=50 cm A B C D Bài 4: Trên sợi dây dài vô hạn có sóng lan truyền theo phương Ox với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( t tính s; x tính m) M, N hai điểm nằm phía so với O cách m Tại thời điểm phần tử M qua vị trí cân theo chiều dương phần tử N A qua vị trí cân theo chiều dương B qua vị trí cân theo chiều âm C vị trí biên dương D vị trí biên âm Bài 5: Cho phương trình sóng: (m, s) Phương trình biểu diễn: A Sóng chạy theo chiều âm trục x với vận tốc (m/s) B Sóng chạy theo chiều dương trục x với vận tốc (m/s) C Sóng chạy theo chiều dương trục x với vận tốc 17,5 (m/s) D Sóng chạy theo chiều âm trục x với vận tốc 17,5 (m/s) Bài 6: Một sóng ngang truyền sợi dây đàn hồi dài với tần số 500Hz Người ta thấy hai điểm A,B sợi dây cách 200cm dao động pha đoạn dây AB có hai điểm khác dao động ngược pha với A Tốc độ truyền sóng dây lả: A 500cm/s B 1000m/s C 500m/s D 250cm/s Bài 7: Một dao động lan truyền môi trường liên tục từ điểm M đến điểm N cách M đoạn 7λ/3(cm) Sóng truyền với biên độ A không đổi Biết phương trình sóng M có dạng uM = 3cos2πt (uM tính cm, t tính giây) Vào thời điểm t1 tốc độ dao động phần tử M 6π(cm/s) tốc độ dao động phần tử N A 3π (cm/s) B 0,5π (cm/s) C 4π(cm/s) D 6π(cm/s) Bài 8: Một sóng lan truyền sợi dây với chu kì T, biên độ A Ở thời điểm t , ly độ phần tử B C tương ứng -24 mm +24 mm; phần tử trung điểm D BC vị trí cân Ở thời điểm t 1, li độ phần tử B C +10mm phần tử D cách vị trí cân A.26mm B.28mm C.34mm D.17mm Bài 9: Sóng lan truyền từ nguồn O dọc theo đường thẳng với biên độ không đổi Ở thời điểm t = , điểm O qua vị trí cân theo chiều (+) Ở thời điểm 1/2 chu kì điểm cách nguồn khoảng 1/4 bước sóng có li độ 5cm Biên độ sóng A 10cm D 5cm B cm C cm Bài 10: Một sóng học lan truyền dọc theo đường thẳng có phương truyền sóng nguồn O : uo = Acos( ) (cm) Ở thời điểm t = 1/2 chu kì điểm M cách nguồn 1/3 bước sóng có độ dịch chuyển uM = 2(cm) Biên độ sóng A A 4cm D B cm cm Xem thêm tại: http://vatly247.com/song-co-va-su-truyen-song-co-a137.html#ixzz4A9AmAhvG C 4/ cm