Sóng dừng trên dây: Tỉ số giữa tốc độ cực đại của một phần tử dây tại bụng sóng và tốc độ truyền sóng trên dây là?

Sóng dừng trên dây đàn hồi — Bài tập luyện thi THPT

Nguồn gốc: Blog Góc Vật lí · Trích đề thi chính thức Bộ GD&ĐT (mã đề 0260GVL #223)

Đề bài

Một sợi dây căng ngang với hai đầu cố định, đang có sóng dừng. Biết khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động với cùng biên độ 5 mm là 80 cm, còn khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dây dao động cùng pha với cùng biên độ 5 mm là 65 cm. Tỉ số giữa tốc độ cực đại của một phần tử dây tại bụng sóng và tốc độ truyền sóng trên dây là

Đáp án lựa chọn: A. 0,21 B. 0,41 C. 0,14 D. 0,12

Lời giải chi tiết

Dữ kiện ban đầu:

• Hai điểm dao động cùng biên độ 5 mm và cùng pha ⇒ hai điểm đối xứng qua một bụng sóng.
• Hai điểm dao động cùng biên độ 5 mm nhưng cách xa nhau nhất mà không cùng pha thì phải ngược pha.

Từ hình vẽ (theo mô tả đề bài) ta xác định được hai cặp điểm:

1. (1) và (2) là hai điểm dao động cùng biên độ và cách xa nhau nhất.
2. (3) và (4) là hai điểm dao động cùng pha và cùng biên độ, cũng cách xa nhau nhất.

Ta dùng công thức biên độ biến thiên theo vị trí trên sóng dừng. Với bụng là nơi biên độ cực đại A_max thì biên độ tại điểm cách bụng một đoạn d là:

A(d) = A_max · cos(π d / λ)

Vì đề cho hai loại khoảng cách tương ứng với cùng biên độ 5 mm, ta có hệ về d và λ. Viết hai phương trình dựa trên điều kiện này. Giải hệ sẽ cho bước sóng λ và vị trí tương đối.

Sau khi biến đổi đại số và thay số ta thu được tỉ số:

v_max / v = 0,21

Vậy đáp án đúng: A. 0,21

---

Bài viết "Sóng dừng trên dây đàn hồi" thuộc chủ đề Vật lí luyện thi đại học. Nếu bạn muốn đóng góp nội dung xin để lại nhận xét cuối bài hoặc liên hệ Admin Blog Góc Vật lí (Bùi Công Thắng).

Sóng dừng trên dây đàn hồi: Tính tốc độ truyền sóng trên dây khi biết Bước sóng và Tần số dao động - Blog góc vật li

 Blog Góc Vật lí chia sẻ bài viết "Tính tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi đang có sóng dừng" thuộc chủ đề Sóng dừng. 

Thực hiện thí nghiệm sóng dừng trên một sợi dây đàn hồi. Hình bên là ảnh của sợi dây tại hai thời điểm t1 và t2. Với A điểm nút, G là điểm bụng. Khoảng cách từ A đến vị trí cân bằng của G là 75 cm. Tần số sóng là 80 Hz. Tốc độ truyền sóng trên dây là bao nhiêu?

A. 60 m/s B. 24 m/s

C. 40 m/s D. 48 m/s

Lời giải từ Blog Góc Vật lí

+ Ta có cm → cm.

→ Tốc độ truyền sóng m/s 

→ Đáp án D

Bài viết "Tính tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi đang có sóng dừng" này thuộc chủ đề Vật lí , bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Blog Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. 

 Chúc bạn thành công!

>> Trích ĐỀ THI HỌC KÌ I - Bài thi KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Môn thi thành phần VẬT LÝ  - SỞ GD & ĐT TÂY NINH

Hướng dẫn cơ bản để Tính tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi đang có sóng dừng

Để tính tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi đang có sóng dừng, bạn có thể theo các bước sau:

Xác định tần số sóng (f):

Tần số sóng là số lần dao động hoàn toàn diễn ra trong một giây. Thường được đo bằng Hz (hertz).

Xác định bước sóng (λ):

Đối với sóng dừng trên dây, bước sóng là khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liền kề. Bạn có thể đo bước sóng bằng cách đo khoảng cách giữa hai nút liên tiếp và nhân đôi khoảng cách đó.

Sử dụng công thức tính tốc độ truyền sóng (v):

v=f×λ

Ví dụ: Nếu tần số sóng trên dây là 50 Hz và bước sóng đo được là 0,4 mét, thì tốc độ truyền sóng sẽ là:

v=50×0,4=20 m/s

Thế là bạn đã tính xong tốc độ truyền sóng trên dây đàn hồi! Nếu cần thêm thông tin hay có câu hỏi cụ thể, cứ thoải mái trao đổi thêm nhé!

>> Xem thêm:

• Tính tốc độ vật dao động điều hòa
•  Đoạn mạch xoay chiều có tụ C thay đổi

Sóng dừng: Tính tốc độ dao động của điểm B trên dây - Blog góc vật lí

Cho một sợi dây đang có sóng dừng với tần số góc ω = 20 rad/s. Trên dây A là một nút sóng, điểm B là bụng sóng gần A nhất, điểm C giữa A và B. Khi sơi dây duỗi thẳng thì khoảng cách AB = 9 cm và AB = 3AC. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 5 cm. Tốc độ dao động của điểm B khi nó qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C là:

A. cm/s. B. cm/s. C. 160 cm/s. D. 80 cm/s.

🖎 Lời giải:


+ AB là khoảng cách giữa nút và bụng gần nhất → AB = 0,25λ , mặc khác AB = 3AC → → do đó điểm C dao động với biên độ bằng một nửa biên độ của bụng sóng B.

+ λ = 4AB = 36 cm.

+ Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất, khoảng cách giữa A và C là → uB = 8 cm.

+ Khi B đi đến vị trí có li độ bằng biên độ của C (0,5aB) sẽ có tốc độ cm/s.

Chọn đáp án B

Bài viết "Tính tốc độ của điểm trên dây đàn hồi đang có sóng dừng" này thuộc chủ đề Vật lí , bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Blog Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. 

 Chúc bạn thành công!

>> Trích ĐỀ THI THỬ THPTQG  NĂM HỌC 2019 LẦN 5 Bài thi  Khoa học Tự nhiên; Môn  VẬT LÝ TRUNG TÂM LUYỆN THI TÔ HOÀNG HÀ NỘI

Lưu ý khi giải bài tập trắc nghiệm sóng dừng trên sợi dây đàn hồi

Khi giải bài tập trắc nghiệm về sóng dừng trên sợi dây đàn hồi, học sinh lớp 12 cần chú ý những điểm sau:

Hiểu khái niệm sóng dừng:

Sóng dừng là sự giao thoa của hai sóng truyền ngược chiều nhau trên cùng một sợi dây. Tại các điểm nút, biên độ dao động bằng 0, trong khi tại các điểm bụng, biên độ dao động lớn nhất.

Xác định tần số và bước sóng:

Biết rõ tần số và bước sóng của sóng trên dây giúp tính toán khoảng cách giữa các nút và bụng.

Biết cách xác định vị trí các nút và bụng:

Các nút cách nhau nửa bước sóng (λ/2 ).

Các bụng cũng cách nhau nửa bước sóng (λ/2 ).

Hiểu mối quan hệ giữa chiều dài dây và bước sóng:

Chiều dài dây phải là bội số của nửa bước sóng để tạo ra sóng dừng.

Cẩn thận với các đơn vị đo lường:

Luôn kiểm tra và chuyển đổi đúng các đơn vị đo lường như mét, cm, Hz...

Áp dụng công thức sóng dừng:

Các công thức cần nhớ:

Trong đó:

L là chiều dài dây,

n là số bụng (hoặc số nút - 1),

v là tốc độ truyền sóng.

Phân biệt giữa sóng tới và sóng phản xạ:

Hiểu rõ sóng tới và sóng phản xạ để xác định đúng các điểm nút và bụng trên dây.

Vẽ biểu đồ hoặc hình minh họa:

Vẽ sơ đồ sóng dừng giúp dễ dàng hình dung và giải bài tập hiệu quả hơn.

Kiểm tra lại kết quả:

Luôn kiểm tra lại các bước tính toán và logic bài giải để đảm bảo độ chính xác.

Áp dụng những lưu ý này sẽ giúp bạn giải quyết các bài tập về sóng dừng trên sợi dây đàn hồi một cách hiệu quả và chính xác. Nếu cần thêm thông tin hay có câu hỏi cụ thể nào khác, bạn cứ để lại nhận xét cuối bài đăng này nhé!

>> Xem thêm: Xác định khoảng cách giữa các điểm trên miền giao thoa sóng nước

Sóng dừng trên dây đàn hồi: Xác định Số bụng sóng trên dây

Luyện thi đại học môn vật lý theo chủ đề: Sóng dừng trên dây đàn hồi

Khi hình thành Sóng dừng trên sợi dây đàn hồi dài 1,2m rung với tần số 10Hz. Vận tốc truyền sóng trên dây là 4m/s. Hai đầu dây là hai nút. Số bụng sóng trên dây:

A . 3 bụng

B. 4 bụng

C. 6 bụng

D. 5 bụng

Dưới đây là một thí dụ khác trong dạng bài tập Sóng dừng trên dây đàn hồi được trích trong Đề thi thử THPTQG Môn Vật Lý của trường THPT Chuyên Bắc Ninh năm 2021. Hi vọng giúp ích các bạn trong LTĐH theo chủ đề trên Blog Góc Vật lí.

Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định, đang có sóng dừng với tần số f xác định. Gọi M, N và P là ba điểm trên dây có vị trí cân bằng cách B lần lượt là 4 cm; 6 cm và 38 cm. Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây ở thời điểm t1 (nét đứt) và thời điểm  t2=t1+11/12f (nét liền). Tại thời điểm t1, li độ của phần tử dây N bằng biên độ của phần tử dây ở M và tốc độ của phần tử dây ở M là 60 cm/s. Tại thời điểm t2, vận tốc của phần tử dây ở P là

Phương pháp: 

• Sử dụng kĩ năng đọc đồ thị 

• Biên độ dao động của điểm cách nút sóng gần nhất một đoạn d là:

 

• Hai điểm thuộc cùng bó sóng thì cùng pha với nhau 

• Hai điểm thuộc hai bó sóng liên tiếp thì ngược pha với nhau 

• Công thức độc lập với thời gian:

 

• Sử dụng VTLG 

Cách giải: 

Từ đồ thị ta thấy bước sóng: = 24 (cm) 

Gọi A là biên độ tại bụng, biên độ dao động của các điểm M, N, P là: 

(*)

Ta thấy M, N thuộc cùng bó sóng, điểm P thuộc bó sóng liền kề 

→ Hai điểm M, N cùng pha với nhau và ngược pha với điểm P 

Ta có: 

  

Tại thời điểm t1 có: 

 

Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có: 

Từ thời điểm t1 đến thời điểm t2, vecto quay được góc:

(rad) 

Ta có VTLG: 

Từ VTLG, ta thấy ở thời điểm t2, điểm M có pha dao động là: -3  (rad) 

 Pha dao động của điểm P ở thời điểm t2 là:

  

Vận tốc của điểm P ở thời điểm t2 là: 

Chọn A. 

Bài viết này thuộc chủ đề Sóng dừng trên dây đàn hồi. Xem thêm các chủ đề khác như: 

• Bức xạ điện từ

• Phản ứng hạt nhân

• Sóng cơ học

• Dao động cơ học

 Xem thêm Những bài viết luyện thi đại học cùng chủ đề Sóng dừng khác dưới đây: