Câu hỏi
Cho sóng dừng xảy ra trên sợi dây đàn hồi với bước sóng 12cm. Bụng sóng có biên độ 8cm. Chu kỳ sóng là 0,5s. M là nút sóng. Hai điểm P và Q ở hai phía so với M và cách M lần lượt là 1cm và 2cm. Ở thời điểm t, li độ của P là 3cm và đang tăng. Ở thời điểm \(t+\frac{1}{8}s\) thì li độ của Q là
- A \(3\sqrt{3}cm\)
- B \(\sqrt{21}cm\)
- C \(-\sqrt{21}cm\)
- D \(3\sqrt{3}cm\)
Phương pháp giải:
Tại điểm cách nút sóng đoạn d có biên độ: \(A\sin \frac{2\pi d}{\lambda }\)
Hai bó sóng liên tiếp thì luôn ngược pha nhau.
Tại hai thời điểm vật dao động vuông pha thì tổng u2/A2 bằng 1.
Lời giải chi tiết:
Biên độ của sóng tại P và Q là:
\({{A}_{P}}=8\sin \frac{2\pi 1}{12}=4cm\)
\({{A}_{Q}}=8\sin \frac{2\pi .2}{12}=4\sqrt{3}cm\)
Thời điểm 1/8s = T/4--> Li độ của P ở thời điểm t và thời điểm (t + 1/8) vuông pha nhau suy ra
\({{\left( \frac{{{u}_{P(t)}}}{{{A}_{P}}} \right)}^{2}}+{{\left( \frac{{{u}_{P(t+\frac{1}{8})}}}{{{A}_{P}}} \right)}^{2}}=1\Rightarrow {{u}_{P(t+\frac{1}{8})}}=\pm \sqrt{A_{P}^{2}-u_{P(t)}^{2}}=\pm \sqrt{{{4}^{2}}-{{3}^{2}}}=\pm \sqrt{7}cm\)
Tại t có li độ đang tăng lên tại (t + 1/8) P có li độ \(\sqrt{7}cm\) và đang giảm.
P, Q thuộc hai bó sóng liên tiếp nên luôn ngược pha nhau, suy ra:
\(\frac{{{u}_{P\left( t+\frac{1}{8} \right)}}}{{{u}_{Q\left( t+\frac{1}{8} \right)}}}=-\frac{{{A}_{P}}}{{{A}_{Q}}}=-\frac{1}{\sqrt{3}}\Rightarrow {{u}_{Q\left( t+\frac{1}{8} \right)}}=-\sqrt{21}cm\)