Cho một sợi dây đang có sóng dừng với tần số góc \(\omega = 20rad/s\). Trên dây A là một nút sóng, điểm B là bụng sóng gần A nhất, điểm C giữa A và B. Khi sợi dây duỗi thẳng thì khoảng cách \(AB = 9cm\) và AB = 3.AC. Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất thì khoảng cách giữa A và C là 5cm. Tốc độ dao động của điểm B khi nó qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C là
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiBước sóng: \(\lambda = 4.AB = 4.9 = 36cm\)
Khi sợi dây duỗi thẳng: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{AB = 9cm}\\
{AB = 3.AC}
\end{array}} \right. \Rightarrow AC = \frac{{AB}}{3} = 3cm\)
Biên độ dao động của điểm C: \({A_C} = {A_B}.\sin \left| {\frac{{2\pi .AC}}{\lambda }} \right| = {A_B}.\sin \left| {\frac{{2\pi .3}}{{36}}} \right| = \frac{{{A_B}}}{2}\)
Khi sợi dây biến dạng nhiều nhất, điểm C đang ở biên, khi đó ta có:
\({A_C} = \sqrt {{5^2} - {3^2}} = 4cm\)
\( \Rightarrow {A_B} = 2.{A_C} = 2.4 = 8cm\)
Công thức tính tốc độ: \({v_B} = \omega \sqrt {A_B^2 - x_B^2} \)
Khi B đi qua vị trí có li độ bằng biên độ của điểm C thì \({x_B} = {A_C} = 4cm\) và có tốc độ là:
\({v_B} = 20\sqrt {{8^2} - {4^2}} = 80\sqrt 3 cm/s\)
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Vật Lý
Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn