Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là 6 cm. Trên dây các phần tử sóng dao động với tần số 5 Hz và biên độ lớn nhất là 3 cm. Gọi N là vị trí của một nút sóng, C và D là hai phần tử trên dây ở hai bên của N và có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 10,5 cm và 7,0 cm. Tại thời điểm t1 (s), phần tử C có li độ 1,5 cm và đang hướng về vị trí cân bằng. Vào thời điểm \({{t}_{2}}={{t}_{1}}+\frac{85}{40}(s),\) phần tử D có li độ là
A. – 1,5 cm.
B. – 0,75 cm.
C. 0 cm.
D. 1,5 cm.
Lời giải của giáo viên
Giả sử tại điểm N là nút sóng thứ 0
Điểm C cách điểm N 10,5 cm thuộc bó sóng thứ 2 sang bên trái
Điểm D cách điểm N 7 cm thuộc bó sóng thứ 2 sang bên phải
→ điểm C thuộc bó sóng chẵn thì điểm D thuộc bó sóng lẻ
→ hai điểm C, D dao động ngược pha
Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp là:
\(\frac{\lambda }{2}=6(\text{cm})\Rightarrow \lambda =12(\text{cm})\)
Biên độ của hai điểm C, D lần lượt là:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{A}_{C}}=A\sin \left| \frac{2\pi {{d}_{C}}}{\lambda } \right|=3\sin \left| \frac{2\pi .10,5}{12} \right|=1,5\sqrt{2}(\text{cm}) \\ {{A}_{D}}=A\sin \left| \frac{2\pi {{d}_{D}}}{\lambda } \right|=3\sin \left| \frac{2\pi .7}{12} \right|=1,5(\text{cm}) \\ \end{array} \right.\)
Thời gian \(\frac{85}{40}s\) ứng với góc quét là:
\(\Delta \varphi =\omega \Delta t=2\pi f.\Delta t=2\pi .5\cdot \frac{85}{40}=\frac{85\pi }{4}=\frac{5\pi }{4}(\text{rad})\)
Ở thời điểm t1, điểm C có li độ 1,5 cm và đang hướng về vị trí cân bằng
Ta có vòng tròn lượng giác:
Từ đồ thị ta thấy tại thời điểm t2, điểm D có li độ bằng 0 và đang giảm
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ nhỏ có khối lượng 100 gam và lò xo nhẹ có độ cứng 40 N/m. Cho con lắc dao động lần lượt dưới tác dụng của ngoại lực: F1 = 2cos5t (N); F2 = 2cos20t (N); F3 = 2cos30t (N) và F4 = 2cos25t (N), trong đó t tính bằng s. Hiện tượng cộng hưởng xảy ra khi con lắc chịu tác dụng của ngoại lực là
Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox với phương trình u = 5cos(8πt - 0,04πx) (cm) (x tính bằng cm, t tính bằng s). Li độ của phần tử sóng tại vị trí cách nguồn 25 cm, ở thời điểm t = 3s là
Trong thí nghiệm giao thoa ở mặt nước với hai nguồn kết hợp cùng pha đặt tại A và B, trong khoảng giữa hai nguồn thì
Mạch dao động LC gồm cuộn cảm thuần có độ tự cảm \(\frac{1}{\pi }mH\) và tụ điện có điện dung \(\frac{4}{\pi }nF.\) Tần số dao động riêng của mạch là
Một con lắc đơn có chiều dài 2 m, dao động điều hoà với biên độ góc 0,1 rad. Biên độ dài của con lắc là
Một con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. Trong quá trình dao động của vật, chiều dài của lò xo thay đổi từ 20 cm đến 28 cm. Biên độ dao động của vật là
Khi dùng đồng hồ đa năng hiện số để đo điện áp xoay chiều, ta đặt núm xoay ở vị trí
Hai điện tích điểm tác điện giữa hai điện tích là q1, q2 trái dấu, đặt cách nhau một khoảng r trong chân không. Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích là
Một sóng cơ học lan truyền với tốc độ v, chu kì T, tần số f thì có bước sóng là
Từ thông qua một vòng dây dẫn kín là \(\Phi =\frac{{{2.10}^{-2}}}{\pi }\cos \left( 100\pi t+\frac{\pi }{4} \right)(Wb).\) Biểu thức của suất điện động cảm ứng xuất hiện trong vòng dây là
Một điện trở 10 Ω có dòng điện xoay chiều chạy qua trong thời gian 30 phút thì nhiệt lượng tỏa ra là 900 kJ. Cường độ dòng điện cực đại chạy qua điện trở là