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

Bạn đang xem: Biên độ sóng là gì

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 hầu như dao động viral trong môi trường .

 + lúc sóng cơ truyền rằng chỉ bao gồm pha dao động của các phần tử vật chất lan truyền còn các bộ phận vật hóa học thì dao động xung xung quanh vị trí cân đối cố định.

 + Sóng ngang là sóng trong những số đó các phần tử của môi trường dao rượu cồn theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Ví dụ: sóng trên mặt nước, sóng trên sợi dây cao su.

 + Sóng dọc là sóng trong số ấy các thành phần của môi trường xung quanh dao đụng theo phương trùng cùng 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 dao động của một trong những phần tử của môi trường có sóng truyền qua.

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

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

 + Tốc độ truyền sóng v : là tốc độ lan truyền dao rượu cồn trong môi trường. Phụ thuộc thực chất môi trường ((v_R> v_L> v_K)) và ánh sáng (nhiệt độ của môi trường xung quanh tăng thì tốc độ lan truyền càng nhanh)

 + Bước sóng λ: là quảng đường cơ mà sóng truyền được vào một chu kỳ. λ = vT = (fracvf).

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

 +Khoảng giải pháp giữa nhị điểm gần nhau tốt nhất trên phương truyền sóng mà giao động ngược trộn là (fraclambda 2).

 +Khoảng biện pháp giữa nhị điểm ngay sát nhau tuyệt nhất trên phương truyền sóng mà xấp xỉ vuông trộn là (fraclambda 4) .

 +Khoảng biện pháp giữa nhì điểm ngẫu nhiên trên phương truyền sóng mà xấp xỉ cùng trộn là: kλ.

 +Khoảng giải pháp giữa nhì điểm ngẫu nhiên trên phương truyền sóng mà dao động ngược pha là: (2k+1)(fraclambda 2).

 +Lưu ý: thân 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 trên phương truyền sóng:

uM=AMcosω(t- ∆t)


*

Nếu làm lơ mất mát tích điện trong quy trình truyền sóng thì biên độ sóng trên O cùng M bằng 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 cách O một quãng x bên 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 sóng: x =const; uM là hàm ổn định theo t với chu kỳ luân hồi T.

-Tại 1 thời điểm khẳng định t= const ; uM là hàm trở thành thiên điều hòa theo không khí x với chu kỳ λ.

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

+Nếu 2 điểm M và N xấp xỉ cùng pha thì:

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

+Nếu 2 điểm M cùng N xê dịch 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 và N dao động vuông trộn 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 với N nằm trong một phương truyền sóng và giải pháp nhau một khoảng chừng x thì:

(Delta varphi =omega fracxv=2pi fracxlambda )

 (Nếu 2 điểm M cùng N trên phương truyền sóng và giải pháp nhau một khoảng d thì : (Delta varphi =frac2pi dlambda ) )

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

+ xấp xỉ 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 ...

lưu giữ ý: Đơn vị của x, x1, x2,d, l và v phải khớp ứng với nhau.


*

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

 

B. VÍ DỤ

Ví dụ 1:  Một bạn ngồi sống bờ đại dương trông thấy gồm 10 ngọn sóng qua khía cạnh trong 36 giây, khoảng cách giữa hai 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 bao gồm 10 ngọn sóng truyền qua ứng với 9 chu kì. T= (frac369) = 4s. Xác minh 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 trên một gai dây bọn hồi siêu dài. Phương trình sóng tại một điểm bên trên dây: u = 4cos(20π t - (fracpi x3) )(mm).Với x: đo bằng met, t: đo bằng giây. Vận tốc truyền sóng trên sợi dây có mức 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 cùng với biên độ coi như ko đổi. Trên O, giao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời gian M biện pháp xa tâm dao động O là (frac13)  bước sóng ở thời khắc bằng 0,5 chu kì thì ly độ sóng có mức giá trị là 5 cm?. Phương trình xê dịch ở M vừa lòng 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 tự O mang đến M mất một thời hạn là :t = (fracdv=fraclambda 3v) Phương trình giao động ở M có 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 quan sát một cái phao bên trên mặt hải dương thấy phao đồn nhấp nhô lên xuống tại chỗ 16 lần vào 30 giây và khoảng cách giữa 5 đỉnh sóng liên tục nhau bằng 24m. Vận tốc truyền sóng trên mặt biển cả 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 theo trục Ox có phương trình là (u=5cos(6pi t-pi x)) (cm), cùng với t đo bằng s, x đo bởi m. Vận tốc truyền sóng này là

Bài 3:  Một sợi dây bầy hồi ở ngang bao gồm điểm đầu O xê dịch theo phương đứng với biên độ A=5cm, T=0,5s. Gia tốc truyền sóng là 40cm/s. Viết phương trình sóng tại M giải pháp 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 tương đối dài vô hạn có một sóng cơ viral theo phương Ox với phương trình sóng u = 2cos(10πt - πx) (cm) ( trong những số ấy t tính bởi s; x tính bởi m). M, N là nhị điểm nằm thuộc phía so với O giải pháp nhau 5 m. Trên cùng một thời điểm khi phần tử M đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì phần tử N

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

C. ở vị trí biên dương. D. ở đoạn biên âm.

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

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

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

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

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

Bài 6: Một sóng ngang truyền trên gai dây đàn hồi hết sức dài với tần số 500Hz. Bạn ta thấy nhì điểm A,B trên sợi dây giải pháp nhau 200cm dao động cùng pha cùng trên đoạn dây AB có hai điểm khác xấp xỉ ngược pha với A. Vận tốc truyền sóng bên trên dây lả:

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

Bài 7: Một dao động lan truyền trong môi trường liên tiếp từ điểm M tới điểm N phương pháp M một quãng 7λ/3(cm). Sóng truyền với biên độ A không đổi. Biết phương trình sóng tại M gồm dạng uM = 3cos2πt (uM tính bằng cm, t tính bởi giây). Vào thời khắc t1 tốc độ dao rượu cồn của bộ phận M là 6π(cm/s) thì tốc độ dao rượu cồn của bộ phận N là A. 3π (cm/s). B. 0,5π (cm/s). C. 4π(cm/s). D. 6π(cm/s).

Xem thêm: Chức Năng Tiện Ích Là Gì, Nghĩa Của Từ Tiện Ích, Nghĩa Của Từ Tiện Ích Là Gì

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

A.26mm  B.28mm C.34mm  D.17mm

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

uo = Acos( (frac2pi Tt+fracpi 2) ) (cm). Ở thời điểm t = 1/2 chu kì một điểm M phương pháp nguồn bằng 1/3 cách sóng gồm độ dịch rời uM = 2(cm). Biên độ sóng A là