Câu hỏi
Một sợi dây đàn hồi có chiều dài 72cm với hai đầu cố định đang có sóng dừng. Trong các phần tử trên dây mà tại đó có sóng tới và sóng phản xạ lệch pha nhau $ \pm \frac{\pi }{3} + 2k\pi $ (k là các số nguyên) thì hai phần tử dao động ngược pha cách nhau gần nhất là 8cm. Trên dây, khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dao động cùng pha với biên độ bằng một nửa biên độ của bụng sóng là:
- A 56 cm
- B 68 cm
- C 60 cm
- D 64 cm
Phương pháp giải:
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về sóng dừng và điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định
Lời giải chi tiết:
Đáp án D
Cách giải:
+ Độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda } = \pm \frac{\pi }{3} + 2k\pi \Rightarrow d = \pm \frac{\lambda }{6} + k\lambda \)=> đó là những điểm dao động ngược pha và đều có biên độ a (bằng nửa biên độ của bụng sóng)
=> Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất: λ/6 = 8 => λ = 48cm
+ Điều kiện có sóng dừng trên dây hai đầu cố định: \(l = k\frac{\lambda }{2} \Leftrightarrow 72 = k\frac{{48}}{2} \Rightarrow k = 3\) => trên dây có 3 bó sóng
+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhất dao động cùng pha và đều có biên độ là a (bằng nửa biên độ của bụng) là λ/3
=> Trên dây khoảng cách xa nhất giữa hai phần tử dao động cùng pha với biên độ bằng nửa biên độ của bụng sóng là: dmax = λ/3 + λ/6 + λ/3 + λ/6 + λ/3 = 64cm