Biên Độ Sóng Là Gì – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sự Truyền Sóng Cơ

Định nghĩa, phân loại và các đặc trưng của sóng cơ. Phương trình sóng cơ phụ thuộc vào thời gian và không gian được trình bày rất chi tiết.

Bạn đang xem: Khối lượng sóng dao động là gì.

Sóng cơ và sự lan truyền của sóng cơ.

Bạn Đang Xem: Biên Độ Sóng Là Gì – Lý Thuyết Sóng Cơ Và Sự Truyền Sóng Cơ

A.LÝ THUYẾT.

1. Sóng cơ- Định nghĩa và phân loại.

Sóng cơ là những dao động lan truyền trong môi trường vật chất.

Những đối tượng vật chất xung quanh điểm cân bằng được giữ vững khi sóng cơ truyền đi chỉ có thể lan truyền pha dao động của chúng.

Sóng ngang là dạng sóng trong đó các thành phần của môi trường dao động vuông góc với hướng lan truyền của sóng. Một số ví dụ cho dạng sóng này là sóng trên bề mặt nước hoặc sóng trên dây cao su.

+ Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.

Ví dụ: sóng âm, sóng trên một cuộn dây đàn hồi.

2. Những đặc điểm của sóng hình sin.

+ Biên độ của sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

Chu kỳ sóng T: là chu kỳ rung của một phần tử trong môi trường sóng truyền qua.

Tần số f là đại lượng đảo của chu kỳ sóng, được tính bằng công thức f = (frac{1}{T}).

Vận tốc truyền sóng v phụ thuộc vào tính chất của môi trường và có thứ tự ưu tiên là v_R > v_L > v_K cùng với nhiệt độ của môi trường. Khi nhiệt độ tăng lên, tốc độ truyền sóng dao động càng tăng nhanh.

Chiều dài sóng λ là khoảng cách mà sóng di chuyển được trong một chu kỳ. Λ có thể tính toán bằng công thức λ = vT = (frac{v}{f}) với v là vận tốc của sóng và f là tần số của sóng.

Bước sóng λ là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha.

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên con đường truyền sóng dao động ngược pha bằng một nửa độ dài sóng (lambda/2).

Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng có dao động vuông pha là (frac{lambda}{4}).

Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng dao động cùng pha được tính bằng công thức kλ.

Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng dao động ngược pha là: (2k+1)(frac{lambda }{2}).

Chú ý: Giữa mỗi đỉnh sóng, có một bước sóng.

Phương trình của sóng:

Tại nguồn O, biểu thức uO = Aocos(ωt) được sử dụng.

Ở điểm M trên đường truyền sóng:

UM=AMcosω(t- ∆t).

Nếu không tính đến sự mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng, biên độ sóng tại điểm O và M sẽ là bằng nhau, được kí hiệu là A.

Công thức uM =Acosω(t – (frac{x}{v})) =Acos 2π((frac{t}{T}-frac{x}{lambda })) được áp dụng khi t ≥ x/v.

Tóm tắt: Tại vị trí O: giá trị uO = Acos(ωt + φ).

Tại vị trí M, cách điểm O một khoảng x trên đường truyền sóng.

* Sóng lan truyền theo hướng dương của trục Ox thì:

Xem Thêm : NEW Tiểu Mục 4918 Là Gì ? Các Loại Thuế Thông Dụng 2023 Cách Ghi Mã Chương, Mã Nội Dung Kinh Tế Nộp Thuế – Blog Kiến Thức Du Học, Ngôn Ngữ

UM = AMcos(ωt + φ – (omega frac{x}{v}) ) = AMcos(ωt + φ- (2pi frac{x}{lambda })) t lớn hơn hoặc bằng x/v.

Khi sóng truyền theo hướng âm của trục Ox, thì:

UM = AMcos(ωt + φ + (omega frac{x}{v})) = AMcos(ωt +φ+ (2pi frac{x}{bước sóng })).

Hàm điều chỉnh theo thời gian t của điểm M trong môi trường sóng với chu kỳ T được xác định khi x = hằng số.

Biến thiên điều hòa của uM theo không gian x có chu kỳ λ được xác định tại một thời điểm cố định t = const. Được thực hiện.

E. Phân biệt pha giữa hai điểm cách nguồn xM và xN được tính theo công thức: (Delta varphi_{MN}=omega frac{x_{N}-x_{M}}{v}=2pi frac{x_{N}-x_{M}}{lambda}).

Nếu 2 điểm M và N có dao động đồng pha thì:

(Delta varphi _{MN}=2kpi khi và chỉ khi 2pi frac{x_{N}-x_{M}}{lambda }=2kpi khi và chỉ khi x_{N}-x_{M}=klambda (trong kin Z)).

Nếu hai điểm M và N dao động đối pha thì:

(Khi delta varphi _{MN}=(2k+1)pi thì 2pi frac{x_{N}-x_{M}}{lambda }=(2k+1)pi)(Tương đương với x_{N}-x_{M}=(2k+1)frac{lambda }{2} (kin Z)).

Nếu hai điểm M và N dao động vuông pha thì:

Nếu (Delta varphi _{MN}=(2k+1)frac{pi }{2} Leftrightarrow 2pi frac{x_{N}-x_{M}}{lambda }=(2k+1)frac{pi }{2})(Leftrightarrow x_{N}-x_{M}=(2k+1)frac{lambda }{4} (kin Z)) thì …

Nếu 2 điểm M và N đặt trên cùng một đường truyền sóng và có khoảng cách x nhau thì:

(Pha shift = omega x / v = 2pi x / lambda).

Nếu hai điểm M và N cách nhau một khoảng d trên phương truyền sóng, thì Delta varphi =frac{2pi d}{lambda}.

Vậy 2 vị trí M và N trên đường truyền sóng sẽ:

Khi dao động cùng pha, độ lớn của dao động được tính bằng công thức d = kλ.

Khi d = (2k + 1)(frac{lambda }{2}), dao động đảo pha xảy ra.

Khi d = (2k + 1)(frac{lambda }{4}), dao động vuông pha xảy ra.

Với k bằng 0, ±1, ±2 ….

Chú ý: Đơn vị của x, x1, x2, d, l và v phải phù hợp với nhau.

Trong quá trình truyền sóng trên sợi dây, nếu sợi dây được kích thích rung động bởi từ trường điện với tần số dòng điện là f, thì tần số rung động của sợi dây sẽ là 2f.

Ví dụ như sau.

Tính toán tốc độ lan truyền sóng biển và tần số sóng biển dựa trên quan sát của một người đứng trên bờ biển. Nếu người này thấy có 10 đợt sóng đi qua trong vòng 36 giây và khoảng cách giữa hai đợt sóng là 10m.

A. 0,25Hz; 2,5m/s B. 4Hz; 25m/s C. 25Hz; 2,5m/s D. 4Hz; 25cm/s.

Tại một vị trí nào đó, có 10 sóng đi qua trong 9 chu kỳ, để giải quyết vấn đề này, ta có thể tính thời gian một chu kỳ (T= (frac{36}{9}) = 4s). Sau đó, ta có thể tính tần số dao động (f=frac{1}{T}=frac{1}{4}=0,25Hz) và vận tốc truyền sóng (lambda =vTRightarrow v=frac{lambda }{T}=frac{10}{4}=2,5(m/s)).

Lựa chọn A.

Độ nhanh của sóng truyền qua sợi dây là có giá trị. Tại một điểm trên sợi dây, phương trình sóng được biểu diễn bằng u = 4cos(20π t – (frac{pi x}{3}) )(mm), trong đó x được đo bằng mét và t được đo bằng giây. Đây là một ví dụ về sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài.

A. 60mm/giây B. 60 cm/giây C. 60 m/giây D. 30mm/giây.

Thay đổi cấu trúc: – Lưu ý: x được đo bằng mét. Hướng dẫn giải: Chúng ta có thể tính được λ bằng cách sử dụng công thức (frac{pi x}{3}) (=frac{2pi x}{lambda }), kết quả là λ = 6 mét. Do đó, vận tốc của sóng là v = λ.F = 60 mét/giây.

Xem Thêm : Đắc Nhân Tâm là gì? Bật mí những ý nghĩa sâu sắc – ECCthai

Phương án C là đáp án đúng.

Hệ thức nào dưới đây thỏa mãn phương trình dao động ở M khi một sóng cơ học truyền theo phương Ox với biên độ không thay đổi và tại O dao động có thể biểu diễn bằng u = acosωt (cm). Nếu tại thời điểm M, khoảng cách đến tâm dao động O là (frac{1}{3}) bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì, thì hệ thức nào được sử dụng để tính toán ly độ sóng có giá trị là 5 cm?

A. (U_{M}=cos(omega t-frac{2lambda }{3})cm) B. (U_{M}=cos(omega t-frac{pi lambda }{3})cm).

C. (U_{M}=cos(omega t-2pi/3)cm) D. (U_{M}=cos(omega t-pi/3)cm).

Chọn C.

No Vietnamese paragraph is provided for explanation, hence there is no structure to reverse the sentences.

Bài tập tự luyện của bạn C.

Tốc độ lan truyền của sóng trên bề mặt đại dương là khoảng 7,2 mét mỗi giây. Người quan sát đã nhận thấy rằng chiếc phao đang trôi lên và xuống tại một điểm 16 lần trong vòng 30 giây và cách khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng kế tiếp nhau là 24 mét.

A. Tốc độ là 4,5m/s B. Tốc độ là 12m/s. C. Tốc độ là 3m/s D. Tốc độ là 2,25 m/s.

Sóng cơ dọc trên trục Ox có tốc độ truyền là gì khi phương trình của nó là (u=5cos(6pi t-pi x)) (đơn vị: cm) với t được đo bằng giây và x được đo bằng mét?

Không có thông tin về đơn vị đo lường được cung cấp. Tuy nhiên, tùy chọn A có tốc độ là 3 mét trên giây và tùy chọn B có tốc độ là 60 mét trên giây. Tùy chọn C cũng không cung cấp đơn vị đo lường.

6 mét trên giây. D. 30 mét trên giây.

Ở khoảng cách 50 cm từ điểm O, phương trình sóng có dạng y = 5sin(20πt – π)

A. (U_{M}=5cos(4pi t-5pi )(cm)) B. (U_{M}=5cos(4pi t-2,5pi )(cm)). (Không thay đổi vì không có từ nào cần đổi trong ngữ cảnh)

C. (U_{M}=5cos(4pi t-pi )(cm)) D. (U_{M}=5cos(4pi t- 25pi )(cm)). (Không có từ đồng nghĩa phù hợp để thay thế, không thay đổi).

Trên một dây dài không giới hạn, có một sóng cơ truyền theo hướng Ox với phương trình u = 2cos(10πt – πx) (đơn vị đo là cm cho t và m cho x). Hai điểm M và N cách nhau 5 mét và nằm cùng bên so với điểm O. Khi M đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương tại một thời điểm nhất định, N cũng sẽ đi qua vị trí cân bằng.

A. Đi qua điểm cân bằng theo hướng dương. B. Đi qua điểm cân bằng theo hướng âm.

C. Đặt ở bờ biển. D. Nằm ở vùng đất thấp.

Bài 5: Cung cấp công thức sóng (u = asin (0,4pi x + 7pi t + frac (pi) {3})) (m, s). Công thức này miêu tả:

Sóng di chuyển theo hướng âm của trục x với tốc độ (m/s).

B. Sóng di chuyển theo hướng dương trục x với tốc độ (m/s).

Sóng C di chuyển theo hướng xuôi dòng trên trục x với tốc độ là 17,5 mét/giây.

D. Sóng di chuyển theo hướng âm của trục x với tốc độ là 17,5 (m/s).

Trên một sợi dây co giãn dài, lan truyền một sóng ngang với tần số 500Hz. Cách nhau 200cm trên sợi dây có hai điểm A và B đang dao động đồng pha, trong khi trên đoạn dây AB lại có hai điểm đang dao động trái pha với A. Vận tốc truyền sóng trên sợi dây là vấn đề đang được đề cập.

A. 5m/s B. 1000m/s C. 500m/s D. 2.5m/s.

Tại vị trí M, công thức sóng là uM = 3cos2πt (với uM được tính bằng đơn vị cm và t được tính bằng giây). Sóng dao động lan truyền từ M đến N với khoảng cách 7λ/3(cm) trong môi trường liên tục. Tại thời điểm t1, vận tốc dao động của M là 6π(cm/s). Vận tốc dao động của N là C. 4π(cm/s) và biên độ sóng không đổi.

Một sóng cơ truyền dọc sợi dây với chu kì T và biên độ A. Tại thời điểm t0, ly độ các phần tử tại B và C lần lượt là -24 mm và +24 mm, trong khi đó, phần tử tại trung điểm D của BC đang ở vị trí cân bằng. Tại thời điểm t1, ly độ các phần tử tại B và C đều là +10mm. Khi đó, phần tử tại vị trí trung tâm D của BC sẽ dịch chuyển khỏi vị trí cân bằng của nó một khoảng bao nhiêu?

A.26mm B.28mm C.34mm D.17mm. (Không cần chỉnh sửa vì đây là dữ liệu số liệu kích thước).

Từ nguồn O, sóng truyền theo một đường thẳng với biên độ không thay đổi. Lúc t = 0, điểm O di chuyển về phía cân bằng theo hướng (+). Khi đạt nửa chu kì, một điểm cách nguồn 1 khoảng bằng 1/4 bước sóng có biên độ là 5cm. Biên độ của sóng có thể là A. 10cm B. 5(sqrt{3})cm C. 5(sqrt{2}) cm D. 5cm.

Bài 10: Một sóng cơ học lan truyền dọc theo 1 đường thẳng có phương truyền sóng tại nguồn O là :.

Amplitude của sóng A là uM*2/3*pi. Giá trị của uo được tính bằng công thức Acos( (frac{2pi }{T}t+frac{pi }{2}) ).

Nguồn: https://domainente.com
Danh mục: Chia sẻ

You May Also Like

About the Author: admin

Thông tin giải trí