Biên độ sóng là gì

      111

Định nghĩa, phân nhiều loại và những đặc trưng của sóng cơ. Phương trình sóng cơ nhờ vào vào thời gian và không gian được trình diễn rất bỏ ra tiết.

Bạn đang xem: Biên độ sóng là gì


SÓNG CƠ VÀ SỰ TRUYỀN SÓNG CƠ

A.LÝ THUYẾT

1.Sóng cơ- Định nghĩa- phân loại

+ Sóng cơ là phần đa dao động lan truyền trong môi trường thiên nhiên .

 + khi sóng cơ truyền đi chỉ gồm pha xấp xỉ của các thành phần vật chất lan truyền còn các bộ phận vật hóa học thì dao động xung xung quanh vị trí thăng bằng cố định.

 + Sóng ngang là sóng trong số đó các thành phần của môi trường xung quanh dao hễ theo phương vuông góc cùng với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng cùng bề mặt nước, sóng trên gai dây cao su.

 + Sóng dọc là sóng trong số đó các thành phần của môi trường dao rượu cồn theo phương trùng với phương truyền sóng.

Ví dụ: sóng âm, sóng bên trên một lò xo.

 2.Các đặc thù của một sóng hình sin

  + Biên độ của sóng A: là biên độ giao động của một trong những phần tử của môi trường thiên nhiên có sóng truyền qua.

 + Chu kỳ sóng T: là chu kỳ xê dịch của 1 phần tử của môi trường thiên nhiên sóng truyền qua.

 + Tần số f: là đại lượng nghịch đảo của chu kỳ luân hồi sóng : f = (frac1T)

 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao hễ trong môi trường. Phụ thuộc bản chất môi trường ((v_R> v_L> v_K)) và ánh nắng mặt trời (nhiệt độ của môi trường tăng thì tốc độ viral càng nhanh)

 + Bước sóng λ: là quảng đường nhưng sóng truyền được trong một chu kỳ. λ = vT = (fracvf).

 +Bước sóng  λ cũng là khoảng cách giữa nhì điểm gần nhau tuyệt nhất trên phương truyền sóng giao động cùng pha.

 +Khoảng cách giữa nhì điểm sát nhau độc nhất trên phương truyền sóng mà giao động ngược trộn là (fraclambda 2).

 +Khoảng giải pháp giữa nhì điểm ngay sát nhau độc nhất vô nhị trên phương truyền sóng mà xấp xỉ vuông pha là (fraclambda 4) .

 +Khoảng bí quyết giữa hai điểm ngẫu nhiên trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha là: kλ.


 +Khoảng bí quyết giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1)(fraclambda 2).

 +Lưu ý: giữa n đỉnh (ngọn) sóng gồm (n - 1) cách sóng.

*

3. Phương trình sóng:

a.Tại mối cung cấp O: uO =Aocos(ωt)

b.Tại M bên trên phương truyền sóng:

uM=AMcosω(t- ∆t)

*

Nếu bỏ qua mất mát năng lượng trong quá trình truyền sóng thì biên độ sóng trên O và M bởi nhau: Ao = AM = A.

Thì: uM =Acosω(t - (fracxv)) =Acos 2π((fractT-fracxlambda )) với t ≥ x/v

c.Tổng quát: Tại điểm O: uO = Acos(ωt + φ).

*

 d.Tại điểm M giải pháp O một quãng x trên phương truyền sóng.

* Sóng truyền theo hướng dương của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ - (omega fracxv) ) = AMcos(ωt + φ- (2pi fracxlambda )) t ≥ x/v

* Sóng truyền theo hướng âm của trục Ox thì:

 uM = AMcos(ωt + φ + (omega fracxv)) = AMcos(ωt +φ+ (2pi fracxlambda ))

-Tại một điểm M xác định trong môi trường thiên nhiên sóng: x =const; uM là hàm điều hòa theo t với chu kỳ T.

-Tại một thời điểm xác định t= const ; uM là hàm trở thành thiên cân bằng theo không khí x với chu kỳ λ.


 e. Độ lệch pha giữa hai điểm phương pháp nguồn một khoảng tầm xM, xN: (Delta varphi _MN=omega fracx_N-x_Mv=2pi fracx_N-x_Mlambda ) 

+Nếu 2 điểm M với N dao động cùng trộn thì:

(Delta varphi _MN=2kpi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =2kpi Leftrightarrow x_N-x_M=klambda (kin Z))

+Nếu 2 điểm M và N giao động ngược pha thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)pi Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)pi)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 2 (kin Z))

+Nếu 2 điểm M cùng N giao động vuông pha thì:

(Delta varphi _MN=(2k+1)fracpi 2 Leftrightarrow 2pi fracx_N-x_Mlambda =(2k+1)fracpi 2)(Leftrightarrow x_N-x_M=(2k+1)fraclambda 4 (kin Z))

-Nếu 2 điểm M và N nằm trong một phương truyền sóng và phương pháp nhau một khoảng tầm x thì:

(Delta varphi =omega fracxv=2pi fracxlambda )

 (Nếu 2 điểm M với N bên trên phương truyền sóng và bí quyết nhau một khoảng d thì : (Delta varphi =frac2pi dlambda ) )


 - Vậy 2 điểm M và N trên phương truyền sóng sẽ:

+ dao động cùng pha khi: d = kλ

+ dao động ngược pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 2)

+ giao động vuông pha khi: d = (2k + 1)(fraclambda 4)

với k = 0, ±1, ±2 ...

giữ ý: Đơn vị của x, x1, x2,d, l với v phải tương xứng với nhau.

*

f. Trong hiện tượng truyền sóng trên sợi dây, dây được kích thích xấp xỉ bởi nam châm hút từ điện với tần số dòng điện là f thì tần số xấp xỉ của dây là 2f.

 

B. VÍ DỤ

Ví dụ 1:  Một tín đồ ngồi ở bờ hải dương trông thấy có 10 ngọn sóng qua khía cạnh trong 36 giây, khoảng cách giữa nhị ngọn sóng là 10m.. Tính tần số sóng biển.và vận tốc truyền sóng biển.

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

Hướng dẫn giải:  Xét trên một điểm tất cả 10 ngọn sóng truyền qua ứng cùng với 9 chu kì. T= (frac369) = 4s. Xác định tần số dao động. (f=frac1T=frac14=0,25Hz) .Vận tốc truyền sóng:(lambda =vTRightarrow v=fraclambda T=frac104=2,5(m/s)) .


Đáp án A

Ví dụ 2:   Một sóng cơ truyền bên trên một tua dây bầy hồi khôn xiết dài. Phương trình sóng trên một điểm bên trên dây: u = 4cos(20π t - (fracpi x3) )(mm).Với x: đo bởi met, t: đo bởi giây. Vận tốc truyền sóng trên sợi dây có giá trị.

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

Hướng dẫn giải:  Ta có= (fracpi x3) (=frac2pi xlambda ) => λ = 6 m => v = λ.f = 60 m/s (chú ý: x đo bằng met). 

Đáp án C

Ví dụ 3: Một sóng cơ học truyền theo phương Ox với biên độ coi như ko đổi. Trên O, giao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời khắc M giải pháp xa tâm xấp xỉ O là (frac13)  bước sóng ở thời điểm bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có mức giá trị là 5 cm?. Phương trình giao động ở M thỏa mãn nhu cầu hệ thức làm sao sau đây:

A. (u_M=acos(omega t-frac2lambda 3)cm) B. (u_M=acos(omega t-fracpi lambda 3)cm)

C. (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)  D. (u_M=acos(omega t-fracpi 3)cm)  


Chọn C

Hướng dẫn giải :  Sóng truyền trường đoản cú O mang lại M mất một thời gian là :t = (fracdv=fraclambda 3v) Phương trình giao động ở M gồm dạng:(u_M=acosomega (t-frac1.lambda v.3)) .Với v =λ/T .Suy ra : Ta có: (fracomega v=frac2pi T.fraclambda T=frac2pi lambda ) Vậy (u_M=acos(omega t-frac2pi .lambda lambda .3)) Hay : (u_M=acos(omega t-frac2pi 3)cm)

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

 Bài : Một người xem một chiếc phao trên mặt biển cả thấy đồn đãi nhấp nhô lên xuống tại địa điểm 16 lần vào 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng thường xuyên nhau bằng 24m. Vận tốc truyền sóng bên trên mặt hải dương là

A. v = 4,5m/s B. v = 12m/s. C. v = 3m/s D. v = 2,25 m/s

Bài 2: Một sóng cơ truyền dọc từ trục Ox gồm phương trình là (u=5cos(6pi t-pi x)) (cm), với t đo bởi s, x đo bởi m. Vận tốc truyền sóng này là

A. 3 m/s. B. 60 m/s. C. 6 m/s. D.

Xem thêm: Cách Làm Các Loại Bánh Chiên Đơn Giản Từ Bột Mì, Cách Làm Các Loại Bánh Đơn Giản Từ Bột Mì

30 m/s.


Bài 3:  Một gai dây đàn hồi nằm ngang có điểm đầu O xê dịch theo phương đứng cùng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Tốc độ truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M bí quyết O d=50 cm.

A. (u_M=5cos(4pi t-5pi )(cm)) B. (u_M=5cos(4pi t-2,5pi )(cm))

C. (u_M=5cos(4pi t-pi )(cm)) D. (u_M=5cos(4pi t- 25pi )(cm))

Bài 4:  Trên một sợi dây khá dài vô hạn bao gồm một sóng cơ lan truyền theo phương Ox với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( trong những số đó t tính bằng s; x tính bằng m). M, N là hai điểm nằm thuộc phía đối với O phương pháp nhau 5 m. Tại cùng 1 thời điểm khi phần tử M đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì thành phần N

A. đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương. B. đi qua vị trí cân đối theo chiều âm.

C. ở đoạn biên dương. D. tại phần biên âm.

Bài 5: mang lại phương trình sóng: (u=asin(0,4pi x+7pi t+fracpi 3)) (m, s). Phương trình này biểu diễn:


A. Sóng chạy theo chiều âm của trục x với vận tốc (m/s)

B. Sóng đuổi theo chiều dương của trục x với vận tốc (m/s)

C. Sóng chạy theo chiều dương của trục x với vận tốc 17,5 (m/s)

D. Sóng đuổi theo chiều âm của trục x với gia tốc 17,5 (m/s)

Bài 6: Một sóng ngang truyền trên gai dây lũ hồi vô cùng dài cùng với tần số 500Hz. Fan ta thấy hai điểm A,B trên tua dây phương pháp nhau 200cm giao động cùng pha và trên đoạn dây AB bao gồm hai điểm khác giao động ngược pha với A. Tốc độ truyền sóng bên trên dây lả:

A. 500cm/s B. 1000m/s C. 500m/s D. 250cm/s

Bài 7: Một dao động viral trong môi trường thường xuyên từ điểm M đến điểm N bí quyết M một quãng 7λ/3(cm). Sóng truyền cùng với biên độ A không đổi. Biết phương trình sóng trên M gồm dạng uM = 3cos2πt (uM tính bằng cm, t tính bằng giây). Vào thời điểm t1 vận tốc dao hễ của phần tử M là 6π(cm/s) thì vận tốc dao động của bộ phận N là A. 3π (cm/s). B. 0,5π (cm/s). C. 4π(cm/s). D. 6π(cm/s).


Bài 8:  Một sóng cơ viral trên gai dây với chu kì T, biên độ A. Ở thời khắc t0 , ly độ các phần tử tại B và C tương xứng là -24 mm và +24 mm; các bộ phận tại trung điểm D của BC đang ở phần cân bằng. Ở thời điểm t1, li độ các bộ phận tại B với C thuộc là +10mm thì phần tử ở D giải pháp vị trí thăng bằng của nó

A.26mm  B.28mm C.34mm  D.17mm

Bài 9:   Sóng viral từ mối cung cấp O dọc theo 1 mặt đường thẳng cùng với biên độ không đổi. Ở thời điểm t = 0 , điểm O đi qua vị trí cân bằng theo chiều (+). Ở thời khắc bằng 50% chu kì một điểm giải pháp nguồn 1 khoảng tầm bằng 1/4 cách sóng có li độ 5cm. Biên độ của sóng là A. 10cm B. 5(sqrt3)cm C. 5(sqrt2) cm D. 5cm

Bài 10:  Một sóng cơ học viral dọc theo 1 đường thẳng gồm phương truyền sóng tại mối cung cấp O là :

uo = Acos( (frac2pi Tt+fracpi 2) ) (cm). Ở thời gian t = một nửa chu kì một điểm M cách nguồn bởi 1/3 cách sóng tất cả độ dịch chuyển uM = 2(cm). Biên độ sóng A là


 A. 4cm. B. 2 cm. C. 4/(sqrt3) cm. D. 2(sqrt3) cm

Tải về

Luyện bài tập trắc nghiệm môn đồ dùng lý lớp 12 - coi ngay