Một nguồn sóng điểm O tại mặt nước dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số 10 Hz. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là 40 cm/s. Gọi A và B là hai điểm tại mặt nước có vị trí cân bằng cách O những đoạn 12 cm và 16 cm mà OAB là tam giác vuông tại O. Tại thời điểm mà phần tử tại O ở vị trí cao nhất thì trên đoạn AB có mấy điểm mà phần tử tại đó đang ở vị trí cân bằng ?
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiBước sóng của sóng \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{40}}{{10}} = 4\)cm.
+ Ta để ý rằng \(\left\{ \begin{array}{l} \frac{{OA}}{\lambda } = \frac{{12}}{4} = 3\\ \frac{{OB}}{\lambda } = \frac{{16}}{4} = 4 \end{array} \right.\)
→ Tại thời điểm O ở vị trí cao nhất (đỉnh gợn sóng) thì A và B là các định của những gợn thứ 3 và thứ 4.
+ Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông
\(\frac{1}{{O{A^2}}} + \frac{1}{{O{B^2}}} = \frac{1}{{O{M^2}}}\)↔ \(\frac{1}{{{{12}^2}}} + \frac{1}{{{{16}^2}}} = \frac{1}{{O{M^2}}}\) → OM = 9,6cm.
→ Khi O là đỉnh cực đại thì trên AB chỉ có đỉnh thứ 3 và thứ 4 đi qua.
+ Ta để ý rằng đỉnh sóng thứ hai có bán kính 2.4 = 8 cm, giữa hai sóng liên tiếp có hai dãy phần tử đang ở vị trí cân bằng cách đỉnh \(0,25\lambda \)và \(0,75\lambda \)→ dãy các phần tử đang ở vị trí cân bằng nằm giữa đỉnh thứ hai và thứ 3 cách O lần lượt là 8 + 1 = 9 cm và 8 + 1 + 2 = 11 cm. → trên AB chỉ có dãy phần tử ứng với bán kính 11 cm đi qua.
+ Giữa hai đỉnh sóng thứ 3 và thứ 4 có hai dãy phần tử môi trường đang ở vị trí cân bằng.
→ Có tất cả 4 vị trí phần tử môi trường đang ở vị trí cân bằng.
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Tuyển chọn số 3