Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12 cm. Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,2 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là: A. 1,2 m/s. B. 3,2 m/s. C. 4,8 m/s...
Đọc tiếp
Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là điểm bụng gần A nhất với AB = 18 cm, M là một điểm trên dây cách B một khoảng 12 cm. Biết rằng trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà độ lớn vận tốc dao động của phần tử B nhỏ hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,2 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là:
A. 1,2 m/s.
B. 3,2 m/s.
C. 4,8 m/s
D. 2,4 m/s
Đáp án A
Phương pháp: Sử dụng sự tương tự giữa chuyển động tròn và dao động điều hòa, viết phương trình dao động của phần tử M
Cách giải:
Ta có: AB = 18 ⇒ λ 4 = 18 ⇒ λ = 18 . 4 = 72 c m
Khoảng cách từ điểm M đến nút A là : MA = AB – BM = 18 – 12 = 6 cm
Gọi A0 = 2a là biên độ dao động tại bụng sóng. Biên độ của M là:
A M = A 0 sin ( 2 π d λ ) = A 0 sin π 2 . 6 72 = A 0 sin π 6 = A 0 2
Tốc độ dao động cực đại của phần tử tại M là : v M m a x = ω . A M = ω . A 0 2 = v B m a x 2
Bài toán trở thành tìm khoảng thời gian trong 1 chu kỳ dao động của B mà vận tốc thỏa mãn điều kiện: v B ≤ v B m a x 2
Sử dụng đường tròn ta xác định được : sin α = 1 2 ⇒ α = 30 0
∆ t = 120 0 360 0 . T = 1 3 T ⇒ T = 0 , 2 . 3 = 0 , 6 s
Mà: λ = 72 c m ⇒ v = λ T = 72 0 , 6 = 120 c m = 1 , 2 m