Trên một sợi dây rất dài có hai điểm M và N cách nhau 12 cm. Tại điểm O trên đoạn MN người ta gắn vào dây một cần rung dao động với phương trình \(u=3\sqrt{2}\cos 20\pi t(cm)\)(t tính bằng s), tạo ra sóng truyền trên dây với tốc độ 1,6 m/s. Khoảng cách xa nhất giữa 2 phần tử dây tại M và N khi có sóng truyền qua là
A. 13,4 cm.
B. 12 cm.
C. 15,5 cm.
D. 13 cm.
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Bước sóng của sóng truyền trên dây là:
\(\lambda =\frac{v.2\pi }{\omega }=\frac{1,6.2\pi }{20\pi }=0,16(m)=16(cm)\)
Độ lệch pha giữa hai điểm M, N là:
\(\Delta \varphi =\frac{2\pi .MN}{\lambda }=\frac{2\pi .12}{16}=\frac{3\pi }{2}(rad)\Rightarrow {{\varphi }_{M}}-{{\varphi }_{N}}=\frac{3\pi }{2}\)
Ta có phương trình sóng của hai điểm M, N:
\({{u}_{M}}=3\sqrt{2}\cos \left( 20\pi t+{{\varphi }_{M}} \right)\)
\({{u}_{N}}=3\sqrt{2}\cos \left( 20\pi t+{{\varphi }_{N}} \right)\)
Khoảng cách giữa hai điểm M, N trên phương dao động là:
\(\Delta u=\left| {{u}_{M}}-{{u}_{N}} \right|=\left| 3\sqrt{2}\cos \left( 20\pi t+{{\varphi }_{M}} \right)-3\sqrt{2}\cos \left( 20\pi t+{{\varphi }_{N}} \right) \right|\)
\(\Rightarrow \Delta u=\left| -2.3\sqrt{2}\sin \frac{{{\varphi }_{M}}-{{\varphi }_{N}}}{2} \right|\sin \left( 20\pi t+\frac{{{\varphi }_{M}}+{{\varphi }_{N}}}{2} \right)\)
\(\Rightarrow \Delta {{u}_{\max }}=\left| -2.3\sqrt{2}\sin \frac{{{\varphi }_{M}}-{{\varphi }_{N}}}{2} \right|=\left| -2.3\sqrt{2}\sin \frac{3\pi }{4} \right|=6(cm)\)
Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M, N là:
\({{d}_{\max }}=\sqrt{M{{N}^{2}}+\Delta u_{\max }^{2}}=\sqrt{{{12}^{2}}+{{6}^{2}}}\approx 13,4(cm)\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Một vật dao động theo phương trình \(x=4\cos \left( 5\pi t+\frac{\pi }{3} \right)cm.\) Biên độ dao động của vật là
Trong đoạn mạch xoay chiều, chỉ số của Ampe kế cho biết giá trị nào của dòng điện?
Độ lớn cảm ứng từ tại tâm của vòng dây tròn có bán kính R mang dòng điện cường độ I được tính bằng công thức nào sau đây?
Hai hạt tích điện nhỏ giống nhau đặt cách nhau 6 cm trong điện môi lỏng có hằng số điện môi ε = 81 thì lực đẩy giữa chúng là 2 μN. Biết k = 9.109 Nm2/C2. Độ lớn điện tích của từng hạt là
Trong đoạn mạch xoay chiều, điện áp chậm pha hơn dòng điện một lượng φ. Hệ số công suất của đoạn mạch là
Trên một sợi dây đang có sóng dừng ổn định với bước sóng truyền trên dây là 4 cm. Khoảng cách giữa 4 nút sóng liên tiếp là
Trên một sợi dây có sóng dừng ổn định với bước sóng truyền trên dây là λ. Khoảng cách giữa hai điểm bụng liền kề là
Một chất điểm dao động với phương trình \(x=10\cos (2\pi t+\pi )\) cm (t tính bằng s). Chiều dài quỹ đạo dao động của chất điểm là
Trong điện xoay chiều, đại lượng nào sau đây không có giá trị hiệu dụng?
Tần số dao động của một con lắc đơn được tính bằng công thức nào sau đây?
Trong sơ đồ khối của máy thu thanh vô tuyến đơn giản có bộ phận nào?
Trong thiết bị kiểm tra hành lí ở các sân bay có ứng dụng tia nào sau đây?
Trong máy quang phổ lăng kính, bộ phận nào sau đây gây ra hiện tượng tán sắc ánh sáng?