Trên một sợi dây có hai đầu cố định và đang có sóng dừng với biên độ dao động của bụng sóng là 4 cm. Khoảng cách giữa hai đầu dây là 60 cm, sóng truyền trên dây có bước sóng là 30 cm. Gọi M và N là hai điểm trên dây mà phần tử tại đó dao động với biên độ lần lượt là \(2\sqrt{2}\) cm và \(2\sqrt{3}\) cm. Khoảng cách lớn nhất giữa M và N có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐiểm M gần nút A nhất dao động với biên độ là:
\({{A}_{M}}={{A}_{b}}\left| \sin \frac{2\pi {{d}_{M}}}{\lambda } \right|\Rightarrow 2\sqrt{2}=4\left| \sin \frac{2\pi {{d}_{M}}}{30} \right|\Rightarrow {{d}_{M}}=3,75\left( cm \right)\)
Điểm N gần nút B nhất dao động với biên độ là:
\({{A}_{N}}={{A}_{b}}\left| \sin \frac{2\pi {{d}_{N}}}{\lambda } \right|\Rightarrow 2\sqrt{3}=4\left| \sin \frac{2\pi {{d}_{N}}}{\lambda } \right|\Rightarrow {{d}_{N}}=5\left( cm \right)\)
Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M, N trên phương truyền sóng là:
\({{d}_{x}}=AB-{{d}_{M}}-{{d}_{N}}=51,25\left( cm \right)\)
Chiều dài dây là:
\(l=k\frac{\lambda }{2}\Rightarrow 60=k.\frac{30}{2}\Rightarrow k=4.\)
→ trên dây có 4 bụng sóng, M, N nằm trên hai bó sóng ngoài cùng → M, N dao động ngược pha
→ trên phương truyền sóng, hai điểm M, N cách xa nhau nhất khi 1 điểm ở biên dương, 1 điểm ở biên âm
Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M, N trên phương dao động là:
\({{d}_{u}}={{A}_{M}}+{{A}_{N}}=2\sqrt{2}+2\sqrt{3}\approx 6,29\left( cm \right)\)
Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M, N là:
\(d=\sqrt{d_{x}^{2}+d_{u}^{2}}=\sqrt{51,{{25}^{2}}+6,{{29}^{2}}}\approx 51,63\left( cm \right)\)
Khoảng cách này gần nhất với giá trị 52 cm