Câu hỏi

Ở mặt nước, tại hai điểm \(A\) và \(B\) cách nhau \(24\,\,cm\) có hai nguồn sóng kết hợp dao động theo phương thẳng đứng với cùng phương trình \(u = 5\cos 20\pi t\,\,\left( {mm} \right)\) (\(t\) tính bằng \(s\)). Ở mặt nước, gọi \(I\) là điểm cách đều \(A\) và \(B\) một đoạn \(13\,\,cm\), \(\left( C \right)\) là đường tròn tâm \(I\) bán kính \(4\,\,cm\), \(M\) là điểm thuộc \(\left( C \right)\). Biết tại \(M\) có các phần tử dao động với biên độ cực đại và cách xa \(A\) nhất. Tốc độ sóng truyền trên mặt nước là \(40\,\,cm/s\). \(M\) nằm trên đường cực đại giao thoa bậc

  • A \(1\).
  • B \(5\).      
  • C \(4\).       
  • D \(3\).

Phương pháp giải:

Bước sóng: \(\lambda  = \frac{v}{f} = \frac{{2\pi v}}{\omega }\)

Điều kiện cực đại giao thoa: \({d_2} - {d_1} = k\lambda \)

Sử dụng định lí hàm cos trong tam giác.

Lời giải chi tiết:

Bước sóng là: \(\lambda  = \frac{v}{f} = \frac{{2\pi v}}{\omega } = \frac{{2\pi .40}}{{20\pi }} = 4\,\,\left( {cm} \right)\)

Khoảng cách \(OI = \sqrt {A{I^2} - O{A^2}}  = \sqrt {{{13}^2} - {{12}^2}}  = 5\,\,\left( {cm} \right)\)

Xét điểm M trên đường tròn (C) sao cho MA đi qua I.

Ta có: \(MA = MI + IA = 4 + 13 = 17\,\,\left( {cm} \right)\)

Xét \(\Delta IAO\) có \(\cos A = \frac{{OA}}{{AI}} = \frac{{12}}{{13}}\)

Xét \(\Delta MBA:MB = \sqrt {M{A^2} + A{B^2} - 2MA.AB.cosA}  = 10,572\,\,\left( {cm} \right)\)

Tại điểm M có: \(MA - MB = k\lambda  \Rightarrow 17 - 10,572 = k.4 \Rightarrow k = 1,6\)

Điểm cách xa A nhất thuộc cực đại bậc 1 hoặc bậc 2.

Khoảng cách từ O tới điểm cực đại bậc 2 trên AB là: \(2.\frac{\lambda }{2} = \lambda  = 4\,\,\left( {cm} \right)\)

Xét đường tròn tâm O bán kính 4 cm, tiếp tuyến với đường cực đại bậc 2.

Khi tịnh tiến đường tròn lên tâm I, đường tròn không cắt được đường cực đại bậc 2.

Vậy đường tròn (C) chỉ có thể cắt đường cực đại bậc 1.

Chọn A.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay