Câu hỏi
Một dây đàn hồi rất dài có đầu O dao động với tần số f theo phương vuông góc với dây. Tốc độ truyền sóng trên dây là 5m/s. Xét một điểm M trên dây cách O một khoảng 25 cm, người ta thấy M luôn dao động vuông pha với O. Biết tần số f có giá trị từ 23 Hz đến 33 Hz. Bước sóng trên dây có giá trị:
- A 20 cm.
- B 25 cm.
- C 10 cm.
- D 15 cm.
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức tổng quát của sóng trên dây \(u = a.\cos \left( {\omega t - \frac{{2\pi d}}{\lambda }} \right)\)
và độ lệch pha của hai điểm trên cùng một phương truyền sóng
\(\Delta \varphi = 2\pi \frac{{\Delta d}}{\lambda }\)
, công thức tính bước sóng λ = v/ f
Lời giải chi tiết:
Phương trình sóng tổng quát là\(u = a.\cos \left( {\omega t - \frac{{2\pi d}}{\lambda }} \right)\)
Điểm M cách nguồn 25 cm luôn dao động vuông pha với nguồn nên
\(\begin{array}{l}
\Delta \varphi = 2\pi .\frac{{{d_M}}}{\lambda } = \frac{\pi }{2} + k\pi \Leftrightarrow \frac{{2.{d_M}}}{{\frac{v}{f}}} = \frac{1}{2} + k\\
\Leftrightarrow \frac{{2.25.f}}{{500}} = \frac{1}{2} + k\\
\Leftrightarrow f = 5 + 10k
\end{array}\)
Vì f có giá trị từ 23 Hz đến 33 Hz nên 23 ≤ 5+10k ≤ 33
=> k = 2 nên f = 25 Hz
Vậy bước sóng là λ = v/ f = 500/25 = 20 cm.