Câu hỏi
M, N và P là 3 vị trí cân bằng liên tiếp trên một sợi dây đang có sóng dừng mà các phần tử tại đó dao động với cùng biên độ bằng \(\sqrt{3}\) cm. Biết vận tốc tức thời của hai phần tử N và P thỏa màn vN.vP > 0, MN = 40cm, NP = 20cm, tần số góc của sóng là 20rad/s. Tốc độ dao động của phần tử tại trung điểm của NP khi sợi dây có dạng một đoạn thẳng bằng
- A 40\(\sqrt{3}\) m/s
- B 40m/s
- C 40cm/s
- D 40\(\sqrt{3}\)cm/s
Phương pháp giải:
Hai điểm nằm trên cùng bó sóng thì vận tốc cùng pha nên luôn cùng dấu.
Biên độ dao động tại điểm cách nút sóng gần nhất đoạn d là \(A=\left| {{A}_{b}}\sin \frac{\pi d}{\lambda } \right|\)
Tốc độ dao động cực đại vmax = ωA
Lời giải chi tiết:
M, N, P là các vị trí cân bằng liên tiếp có cùng biên độ và vN.vP > 0 nên N và P cùng nằm trên 1 bó sóng.
Ta có \(\frac{\lambda }{4}=\frac{1}{2}(MN+NP)=30cm\Rightarrow \lambda =120cm\)
Áp dụng công thức \(A=\left| {{A}_{b}}\sin \frac{\pi d}{\lambda } \right|=\sqrt{3}cm\Rightarrow {{A}_{b}}=2cm\)
Tốc độ dao động cực đại của phần tử tại trung điểm của NP khi sợi dây duỗi thẳng là
vbmax = ωAb = 20.0,02 = 0,4m/s = 40cm/s
Chọn C