CÂU HỎI
Câu 1 (trang 82 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Hãy vận dụng phương trình sóng để giải thích hiện tượng sóng dừng trên dây đàn hồi hai đầu cố định.
Lời giải:
Theo phương trình sóng ta có biên độ sóng dừng có biểu thức:
Các nút ứng với:
Các bụng bụng với:
Câu 2 (trang 82 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Phát biểu điều kiện để có sóng dừng nên một sợi dây đàn hồi trong hai trường hợp:
a) Dây có một dầu cố định, một đầu tự do.
b) Dây có hai đầu cố định.
Lời giải:
Điều kiện để sóng dừng trên một sợi dây dàn hồi
Nếu l đầu dây cố định, l đầu dây tự do, chiều dài dây l khi có sóng dừng là:
l = k(α/2) = α/4 (k = 0,1, 2 …)
Nếu hai đầu dây cố định, chiều dài dây l khi có sóng dừng phải thỏa mãn là:
l = k(α/2) (k = 1,2,3 …)
BÀI TẬP
Bài 1 (trang 83 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Ta quan sát thay hiện tượng gì trên một sợi dây có sóng dừng?
A. Tất cả các phẩn tử của dây trên đều đứng yên.
B. Trên đây có những bụng sóng xen kẽ nút sóng.
C. Tất cả các điểm trên dây đều dao động với biên độ cự đại.
D. Tất cả các điểm trên dây đều chuyển động với cùng vận tốc.
Lời giải:
Chọn B
Bài 2 (trang 83 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Sóng truyền trên một sợi dây hai đầu cố định có bước sóng γ. Muốn có sóng dừng trên dây thì chiều dài l của dây phai thỏa mãn điền kiện.
A. l = γ/4; B. l = γ/2
C. 2/3γ; D. l = γ2
Lời giải:
Chọn B.
Bài 3 (trang 83 sgk Vật Lí 12 nâng cao): 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.
Lời giải:
Ta có 4 bụng sóng ⇒ α/2 = 40/4 = 10 cm ⇔ α = 20cm = 0,2m
Tốc độ truyền sóng trên đây: v = αf = 0,2.400 = 80m/s\
Bài 4 (trang 83 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Một dây có nhiều 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
Lời giải:
a) Bước sóng được tính theo công thức:
α = vT = v/f = 400/600 = 2/3 m
b) Chiều dài của dây là một số nguyên lần nữa bước sóng:
L = k(α/2)
c) Khi có sóng dừng trên dây có 4 bụng, vậy có chiều dài là:
L = 4(α/2) = 2α = 2.2/3 = 1,33m