Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao Bài 14: Sóng cơ. Phương trình sóng

Sóng cơ là

A. Sự truyền chuyển động cơ trong không khí.

B. Những dao động cơ lan truyền trong môi trường.

C. Chuyển động tương đối của vật này so với vật khác.

D. Sự co dãn tuần hoàn giữa các phần tử trong môi trường.

Phương pháp giải

Sóng cơ học là sự lan truyền dao động của các phần tử trong môi trường

Hướng dẫn giải

- Sóng cơ học là sự lan truyền dao động, lan truyền năng lượng, lan truyền pha dao động (trạng thái dao động) chứ không phải quá trình lan truyển vật chất (các phần tử sóng). 

- Chọn đáp án B.

Bước sóng là

A. Quãng đường mà mỗi phần tử trong môi trường đi được trong 1 giây.

B. Khoảng cách giữa hai phần tử của sóng dao động ngược pha.

C. Khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.

D. Khoảng cách giữa hai vị trí xa nhau nhất của mỗi phần tử của sóng.

Phương pháp giải

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất dao động cùng pha gọi là bước sóng

Hướng dẫn giải

- Bước sóng là khoảng cách giữa hai phần tử sóng gần nhất dao động cùng pha.

- Chọn đáp án C.

Một sóng có tần số 1 000 Hz truyền đi với tốc độ 330 m/s thì bước sóng của nó có giá trị nào sau đây?

A. 330 000 m.                                               B. 3 m.

C. 0,33 m/s.                                                  D. 0,33 m.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính bước sóng:

λ= v/f

Hướng dẫn giải

- Sóng có f=1000 Hz truyền đi với tốc độ v=330 m/s thì bước sóng

λ= v/f= 330/1000= 0,33(m).

- Chọn đáp án D.

Một sóng ngang truyền trên một dây rất dài có phương trình:

u=6cos(4πt+0,02πx)

trong đó x và u được tính bằng xentimét (cm) và t được tính bằng giây (s). Hãy xác định :

a) Biên độ;                   b) Bước sóng;

c) Tần số;                     d) Tốc độ góc;

e) Độ dời u tại x=16,6cm lúc t=4 s.

Phương pháp giải

a) d) Dựa vào phương trình tổng quát của sóng ngang, đối chiếu với phương trình đề cho để tìm: biên độ, tốc độ góc

b) Bước sóng được tính theo công thức: λ= v/f

c) Công thức tính tần số là: f= ω/2π

e) thay x=16,6 và t=4 vào phương trình ta tìm được u

Hướng dẫn giải

- Sóng ngang có dạng:

\(\begin{array}{l} u = 6\cos (4\pi t + 0,02\pi x)\\ \Rightarrow u = 6cos4\pi \left( {t + \frac{{0,02\pi x}}{{4\pi }}} \right)\\ u = 6\cos 4\pi \left( {t + \frac{x}{{200}}} \right) \end{array}\)

- Ta có :

+ Biên độ A=6 (cm)

+ Bước sóng λ= v/f= 2/2= 1(m)

+ Tần số góc ω= 4π(rad/s)

+ Tần số f= ω/2π= 2(Hz)

+ Tốc độ v= 200(cm/s)= 2(m/s)

- Khi x=16,6 (cm), t=4 (s)

\(\Rightarrow u = 6\cos 4\pi \left( {4 + \frac{{16,6}}{{200}}} \right) = 3(cm).\)