Nối tiếp những bài đã học trước, bài học này sẽ giúp các em nắm được những kiến thức quan trọng của Sóng dừng - 1 trong những nội dung quan trọng của chương Sóng cơ. Vận dụng được những công thức của bài để làm tốt bài tập sóng dừng.
Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.
Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.
Chú ý : Các vị trí bụng là cực đại của biên độ, các vị trí nút là cực tiểu của biên độ.
Đối với sợi dây có hai đầu cố định:
Số bó sóng: k
Số nút sóng: k + 1
Số bụng sóng: k
\(\Rightarrow \lambda = \frac{2\ell }{k} \Rightarrow \lambda _{max } = 2 \ell \ (Khi \ k = 1)\)
Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định :
\(l = k\frac{\lambda }{2}\)
Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng.
Đối với sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do
Số bó sóng: k
Số nút sóng: k + 1
Số bụng sóng: k + 1
⇒ \(\lambda = \frac{4\ell}{2k + 1} \Rightarrow \lambda _{max} = 4 \ell \ (Khi \ k = 0)\)
Điều kiện có sóng dừng:
\(l=(2k+1)\frac{\lambda }{2}\)
Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần \(\frac{\lambda }{4}\)
Một sợi dây AB có chiều dài 13cm, đầu A gắn vào một nhánh âm thoa còn đầu B dao động tự do. Cho âm thoa dao động theo phương ngang với tần số \(f\) = 20Hz, ta thấy trên dây có sóng dừng với 7 nút sóng (kể cả A). Tốc độ truyền sóng trên dây bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Vì sóng dừng xảy ra với một đầu là nút và một đầu tự do nên
\(l=(2k+1)\frac{\lambda }{4} \Leftrightarrow 13=(2.(7-1)+1)\frac{\lambda }{4} \rightarrow \lambda =4(cm) \rightarrow v=\lambda .f=80 (\frac{cm}{s})\)
Trên sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz. Người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tìm tốc độ truyền sóng?
Ta có: \(\ell = 2 \ m; \ f = 100\ Hz\)
Trên dây có 5 nút cùng với gỉa thiết hai đầu cố định: ⇒ k = 4
\(\ell = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{2 \ell}{k} = \frac{2.2}{4} = 1\ (m)\)
\(\rightarrow v = \lambda .f = 100\ m/s\)
Sợi dây AB dài 1 m, đầu A cố định, đầu B dao động với tần số thay đổi được và được xem là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng, nếu tăng tần số thêm 30 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 5 nút. Tìm tốc độ truyền sóng?
Ta có: \(\ell = 1\ m\)
Ban đầu: \(\ell = k\frac{\lambda }{2} = k = \frac{v}{2f}\)
\(\Rightarrow f = k\frac{v}{2 \ell } \ (1)\)
Nếu f + 30 và trên dây tăng 5 nút (⇒ tăng 5 bó sóng)
\(\Rightarrow f + 30 =(k + 5) \frac{v}{2 \ell }\)
\(\Leftrightarrow 30 = 5 \frac{v}{2 \ell }\)
Từ (1): \(f = k\frac{v}{2 \ell}\)
\(\Rightarrow 30 = 5\frac{v}{2 \ell} \Rightarrow v = \frac{60.1}{12}\ m/s\)= 5m/s
Qua bài giảng Sóng dừng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Trình bày được bản chất của sự phản xạ sóng.
Nắm được định nghĩa sóng dừng.
Vận dụng công thức để hoàn thành bài tập
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 9 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì
Sóng dừng được hình thành bởi
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên sợi dây đàn hồi một đầu cố định, một đầu tự do là (Với l là chiều dài sợi dây ) :
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 9để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 5 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 6 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 7 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 8 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 9 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 10 trang 49 SGK Vật lý 12
Bài tập 9.1 trang 23 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.2 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.3 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.4 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.5 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.6 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.7 trang 24 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.8 trang 25 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.9 trang 25 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.10 trang 25 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.11 trang 25 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.12 trang 25 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.13 trang 26 SBT Vật lý 12
Bài tập 9.14 trang 26 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 83 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 83 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 3 trang 83 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 4 trang 83 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Khi có sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi thì
Sóng dừng được hình thành bởi
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên sợi dây đàn hồi một đầu cố định, một đầu tự do là (Với l là chiều dài sợi dây ) :
Trên một sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz, người ta thấy ngoài hai đầu cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Vận tốc truyền sóng trên dây là bao nhiêu ?
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên sợi dây đàn hồi hai đầu cố định là:
Một sợi dây AB có chiều dài 13cm, đầu A gắn vào một nhánh âm thoa còn đầu B dao động tự do. Cho âm thoa dao động theo phương ngang với tần số \(f\) = 20Hz, ta thấy trên dây có sóng dừng với 7 nút sóng (kể cả A). Tốc độ truyền sóng trên dây bằng bao nhiêu?
Trên sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz. Người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tìm tốc độ truyền sóng?
Sợi dây AB dài 1 m, đầu A cố định, đầu B dao động với tần số thay đổi được và được xem là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng, nếu tăng tần số thêm 30 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 5 nút. Tìm tốc độ truyền sóng?
Khi có sóng dừng trên dây, khoảng cách giữa 2 nút liên tiếp là:
Một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng. Trên dây có những điểm dao động với cùng biên độ A1 và có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn d1 và những điểm dao động với cùng biên độ A2 có vị trí cân bằng liên tiếp cách đều nhau một đoạn d2. Biết d1 = 2d2. Biểu thức nào sau đây là đúng ?
Một sợi dây dài L được giữ chặt một đầu, còn đầu kia là nguồn dao động với biên độ nhỏ.
a) Người ta quan sát thấy trên dây xuất hiện hai bụng và một nút (trừ hai đầu dây). Tính bước sóng λ
b) Tại thời điểm mà dây được trông thấy là thẳng thì vận tốc tức thời của các điểm trên dây sẽ như thế nào ? Hãy vẽ hình miêu tả sự phân bố các vận tốc đó.
Một dải lụa có độ dài l = 1,05 m một đầu gắn vào một cần rung R, rồi buông thõng theo phương thẳng đứng. Cần R được kích thích bằng một nam châm điện nuôi bằng một dòng điện xoay chiều mà tần số f có thể thay đổi được một cách dễ dàng. Khi được kích thích, thì cần rung rung với tần số gấp hai lần tần số dòng điện.
a) Đầu dưới của dải lụa được thả tự do. Khi tần số dòng điện là 0,75 Hz thì dải lụa dao động ổn định với hai nút, mà một nút có thể coi như ở chỗ dải lụa gắn vào cần R. Cho tần số dòng điện tăng dần. Hỏi với các tần f1, f2, f3 bằng bao nhiêu thì trên dải lụa lại xuất hiộn thêm 1, 2 và 3 nút nữa ?
b) Đầu dưới của dải lụa bây giờ được giữ cố định. Giả sử tốc độ truyền sóng trên dải lụa không thay đổi, để xuất hiện một nút ở trung điểm dải lụa thì tần số dòng điện phải bằng bao nhiêu ?
Để chứng minh sự cộng hưởng âm, người ta thường làm A thí nghiệm như Hình 9.1. T là một ống nghiệm cao, A là một âm thoa có tần số dao động riêng f. Gõ cho âm thoa rung, thì nó phát ra một âm rất yếu. Đưa âm thoa lại gần miệng Ống nghiêm, rồi đổ dần nước vào ống cho mực nước cao dần thì có thể tìm được độ cao h của cột không khí trong ống, để cột không khí dao động cộng hưởng với âm thoa. Lúc đó âm được khuếch đại rất mạnh.
Cho biết: f= 850 Hz, h = 50 cm. Tính tốc độ v của âm.
Một lò xo ống dài 1,2 m có đầu trên gắn vào một nhánh âm thoa, đầu dưới treo một quả cân. Dao động của âm thoa được duy trì bằng một nam châm điện, và có tần số 50 Hz. Khi đó, trên dây có một hệ sóng dừng, và trên lò xo chỉ có một nhóm vòng dao động với biên độ cực đại. Tính tốc độ truyền sóng trên lò xo.
Ta quan sát thấy hiện tượng gì khi trên một sợi dây có sóng dừng?
A. Tất cả các phẩn tử của dây đều đứng yên.
B. Trên đây có những bụng sóng xen kẽ với những nút sóng.
C. Tất cả các điểm trên dây đều dao động với biên độ cực đại.
D. Tất cả các điểm trên dây đều chuyển động với cùng vận tốc.
Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định có bước sóng λ. Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài l của dây phải có giá trị nào dưới đây?
A. \(l = \frac{\lambda }{4}.\)
B. \(l = \frac{\lambda }{2}.\)
C. \(l = \frac{2}{3}\lambda .\)
D. \(l = {\lambda ^2}.\)
Trên một sợ dây dài 40 cm có sóng dừng, người ta quan sát thấy có 4 bụng sóng. Tần số dao động là 400 Hz. Tìm tốc độ truyền sóng trên dây.
Một dây có một đầu bị kẹp chặt, đầu kia buộc vào một nhánh của một âm thoa có tần số 600 Hz. Âm thoa dao động tạo ra một sóng dừng có 4 bụng sóng. Tốc độ sóng truyền trên dây là 400 m/s. Tìm:
a) Bước sóng
b) Chiều dài của dây
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Thời gian để dây duối thẳng là \(\frac{T}{2} = > T = 0,08s = > \omega = 25\pi \)
Đặt \(ON = x = NP = \frac{\lambda }{2} - 2x;MN = NP = > \frac{\lambda }{2} - 2x = 2x = > x = \frac{\lambda }{8}\)
Vậy \({A_M} = {A_b}.\sin \frac{{2\pi OM}}{\lambda } = {A_b}.\frac{{\sqrt 2 }}{2} = > {A_b} = 4mm = > {v_{max}} = \omega {A_b} = 314\left( {mm/s} \right)\)
Câu trả lời của bạn
Tốc độ truyền sóng v được tính theo công thức : v = λ.f
Câu trả lời của bạn
Trên dây có sóng dừng với 3 bụng sóng nên: 90cm = 1,5λ --> λ = 60cm
Biên độ dao động tại N là: \(a=2A\left| \sin \frac{2\pi d}{\lambda } \right|=3\sin \frac{2\pi d}{60}=1,5cm\Rightarrow d=5cm\)
Câu trả lời của bạn
4 bụng, 5 nút
Câu trả lời của bạn
Năng lượng điện từ trường trong mạch:
\(\frac{1}{2}Li_{1}^{2}+\frac{1}{2}Cu_{1}^{2}=\frac{1}{2}Li_{2}^{2}+\frac{1}{2}Cu_{2}^{2}\)
Thay số vào ta được:
\(\frac{1}{2}0,08.0,08_{{}}^{2}+\frac{1}{2}C.8_{{}}^{2}=\frac{1}{2}.0,08.0,106_{{}}^{2}+\frac{1}{2}C.4_{{}}^{2}\Rightarrow C={{8,06.10}^{-6}}F=8,06\mu F\)
Câu trả lời của bạn
Vật có tốc độ bằng 0 ở vị trí biên.
Vị trí có tốc độ \(\frac{{{v}_{m\text{ax}}}\sqrt{3}}{2}\) ứng với vị trí góc ± π/3 và ±2π/3
Thời gian ngắn nhất để vật đi từ vị trí có tốc độ bằng 0 đến vị trí có tốc độ \(\frac{{{v}_{m\text{ax}}}\sqrt{3}}{2}\) là T/12
Câu trả lời của bạn
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên dây có hai đầu cố định: \(\ell =\frac{k\lambda }{2}=\frac{kv}{2f}\)
Vì có 4 nút kể cả hai đầu nên k = 3
Vậy: \(1,2=\frac{3.v}{2.100}\Rightarrow v=80m/s\)
A. Tất cả các phần tử của dây đều đứng yên.
B. Trên dây có những bụng sóng xen kẽ với những nút sóng.
C. Tất cả các phần tử trên dây đều dao động với biên độ cực đại.
D. Tất cả các phần tử trên dây đều chuyển động với cùng vận tốc.
Câu trả lời của bạn
Khi trên một sợi dây có sóng dừng, ta quan sát thấy trên dây có những bụng sóng xen kẽ với nút sóng.
Chọn đáp án B.
a) Bước sóng.
b) Độ dài của dây.
Câu trả lời của bạn
Sóng dừng có 2 đầu mút cố định gồm 4 bụng ( n = 4), tốc độ truyền sóng \(v = 400\) (m/s), tần số \(f = 600\) (Hz).
a) Bước sóng \(\lambda = {v \over f} = {{400} \over {600}} = {2 \over 3} = 0,67(m).\)
b) Chiều dài của dây \(\ell = 4{\lambda \over 2} = {4 \over 3} = 1,34(m).\)
Câu trả lời của bạn
Áp dụng công thức \(\ell = n{\lambda \over 2}\) với \(n = 4\) (4 bụng sóng)
\( \Rightarrow \) Bước sóng \(\lambda = {{2\ell } \over n} = {{2.0,4} \over 4} = 0,2\;(m)\)
Tốc độ truyền sóng trên dây \(v = \lambda f = 0,2.400 = 80\;(m/s)\).
A. \(l = {\lambda \over 4}.\)
B. \(l = {\lambda \over 2}.\)
C. \(l = {2 \over 3}\lambda .\)
D.\(l = {\lambda ^2}.\)
Câu trả lời của bạn
Theo công thức \(\ell = n{\lambda \over 2}\;\;; n=1;2;3...\).
Chọn đáp án B.
Câu trả lời của bạn
Điều kiện xảy ra sóng dừng trên hai đầu dây cố định: \(AB = l = k\frac{\lambda }{2}\)
\( \Rightarrow 2,5\lambda = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow k = 2,5.2 = 5\)
→ Trên dây có 5 bụng sóng
Nhận xét: cứ cách λ/2 lại có 1 bụng sóng
Xét \(\frac{{1,8\lambda }}{{\frac{\lambda }{2}}} = 3,6\) → M nằm ở bụng sóng thứ 4
Những điểm nằm trên cùng một bó sóng cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì dao động cùng pha, những điểm nằm trên hai bó sóng chẵn và lẻ thì dao động ngược pha
1 bụng sóng có 2 điểm, vậy có 6 điểm dao động ngược pha với điểm M
Câu trả lời của bạn
Trên dây có hai bụng sóng, ta có: \(l = k.\frac{\lambda }{2} \Rightarrow 40 = 2.\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = 40{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\)
Câu trả lời của bạn
Khoảng cách giữa 9 bụng sóng liên tiếp là: \(d = 8.\frac{\lambda }{2} = 4\lambda \)
Câu trả lời của bạn
Khi trên dây hai đầu cố định, đầu trên gắn với một nhánh của âm thoa dao động với tần số 12 Hz thấy trên dây xảy ra sóng dừng với 7 nút sóng:
\(l = 6\frac{\lambda }{2} = 3.\frac{v}{f} \Rightarrow f = \frac{{3v}}{l} = 12 \Rightarrow \frac{v}{l} = 4\)
Thả cho đầu dưới của dây tự do để trên dây vẫn xảy ra sóng dừng với 7 nút sóng thì:
\(l = \left( {6 + \frac{1}{2}} \right)\frac{{\lambda '}}{2} = \frac{{13}}{4}.\frac{v}{{f'}} \Rightarrow f' = \frac{{13v}}{{4l}} = \frac{{13}}{4}.4 = 13Hz\)
Vậy tần số sóng phải tăng thêm 1 Hz.
Câu trả lời của bạn
Tần số để trên dây có sóng dừng với 1 bụng (2 nút sóng) là:
\({f_0} = \frac{f}{{{n_n} - 1}} = \frac{{60}}{{21 - 1}} = 3{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {Hz} \right)\)
Để trên dây có 5 nút sóng (4 bụng), tần số sóng là:
f′=n′f0=4.3=12(Hz)
Chọn A.
Câu trả lời của bạn
Khoảng cách giữa 3 bụng sóng liên tiếp là:
\(2\frac{\lambda }{2} = 16 \Rightarrow \lambda = 16{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\)
Ta có: \(l = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow 72 = k.\frac{{16}}{2} \Rightarrow k = 9\)
Số nút sóng (kể cả 2 đầu dây) là: 9+1=109+1=10 (nút)
Câu trả lời của bạn
Sóng dừng với hai đầu cố định với 5 nút sóng → có 4 bó sóng
Chiều dài dây là: \({\rm{l}} = 4.\frac{\lambda }{2} \Rightarrow 1 = 4.\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = 0,5{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( m \right)\)
Tốc độ truyền sóng là: v=λf=0,5.50=25(m/s)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \(l = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{{2l}}{k} = \frac{{2.2}}{5} = 0,{8_{}}m\)
Tốc độ truyền sóng: v=λ/T= λ.f = 0,8.40=32(m/s)
Câu trả lời của bạn
Trên dây có 7 bụng sóng ⇒k=7
Ta có: \(l = k\frac{\lambda }{2} = k.\frac{v}{{2f}} \Rightarrow v = \frac{{2lf}}{k} = \frac{{2.1,05.100}}{7} = 30m/s\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *