Giải bài tập Vật lý 12 Bài 9: Sóng dừng
§9. SÓNG DUNG A. KIẾN THỨC Cơ BÀN Sự phản xạ của sóng Sóng đang truyền trong một môi trường, mà gặp một vật cản thì bị phản xạ. Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ và sóng tới luôn luôn ngược pha với nhau. Nếu vật cản tự do thì tại điểm phản xạ, sóng phản xạ và sóng tới luôn luôn cùng pha với nhau. Sóng dừng là sóng được tạo ra do sự giao thoa của sóng tới và sóng phản xạ, trên dây xuất hiện các nút sóng và bụng sóng. Bụng sóng là những điểm dao động với biên độ cực đại, nút sóng là những điểm đứng yên. Khoảng cách giữa hai bụng liên tiếp hoặc hai nút liên tiếp bằng nửa bước sóng. Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây dài có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nửa bước sóng: 1=4.. 2 Với k là số bụng sóng => số nút sóng là k + 1. A một số lẻ lần — . 4 1 = (2k+ 1) 4- Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây dài có một đầu cố định, một đề" *•' do là chiều dài của sợi dây phải 1 Với k là sô' nút sóng và cũng là sô' bụng sóng. B. CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC SB Vật cản ở đây là gì ? Hướng dẫn trả lời SE Vật căn ở đây là gi ? SB (Hình 9.1) Vật cản ở đây là đầu dây gắn vào tường. Bĩ (Hình 9.2) Vật cản ở đây là đầu tự do. c. CÂU HỎI SAU BÀI HỌC Sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định có đặc điểm gì ? Sự phản xạ của sóng trên vật cản tự do có đặc điểm gì ? Sóng dừng được tạo thành vì nguyên nhân gì ? Nút dao dộng, bụng dao động là gì ? Chúng liên hệ thế nào với bước sóng ? Nêu điều kiện đế' có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định ? Nêu điều kiện dể có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một dầu tự do. Hướng dẫn trả lời Khi phản xạ trên vật cản cô' định thì sóng phản xạ ngược pha với sóng tới tại điểm phản xạ cô' định. Khi phản xạ trên vật cản tự do thì sóng phản xạ cùng pha với sóng tới tại điểm phản xạ tự do. Sóng dùng được tạo thành là do sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ. • Nút dao động là điểm tại đó, dao động tổng hợp của sóng tới và sóng phản xạ có biên độ cực tiểu. • Bụng dao động là điểm tại đó, dao động tổng hợp của sóng tới và sóng phản xạ có biên độ cực đại. Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cô' định là chiều dài À- sợi dây bằng một sô' nguyên lần nửa bước sóng: c = k^ 2 Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cô' định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một sô' lẻ lần : 4 t = (2k + 1)4 D. BÀI TẬP Chọn câu đúng. Tại điểm phản xạ thì sóng phàn xạ: luôn ngược pha với sóng tói. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là cố định, c. ngược pha với sóng tới nếu vật cản là tự do. D. cùng pha với sóng tới nếu vật căn là cô' định. Chọn câu đúng. Trong hệ sóng dừng trên một sợi dây, khoảng cách giữa hai nút hoặc hai bụng liên tiếp bằng: A. một bước sóng. B. hai bước sóng, c. một phần tư bước sóng. D. một nửa bước sóng. Một dây đàn dài 0,6m hai đầu cố định dao động với một bụng độc nhất (ở giữa dây). Tinh bước sóng À của sóng trên dây. Nếu dây dao dộng với ba bụng thỉ bước sóng là bao nhiêu) Trên một sợi dây dài l,2m có một hệ sóng dừng. Kể cả hai đầu dây, thì trẽn đây có tất cả bốn nút. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là V = 80 m/s, tính tần số dao dộng của dây. Hướng dẫn giải Chọn đáp án B. Nếu vật cản cố định thì tại điểm phản xạ sóng tới ngược pha với sóng phản xạ. Chọn đáp án D. Trong hệ thông sóng dừng, khoảng cách giữa hai bụng hoặc hai nút liên tiếp bằng nửa bước sóng. 21 a) Hai đầu cố định 1= k -7 => X = theo đề chỉ có một bụng nên k = 1 2 k =>k = 2.0,6 = l,2(m) b) Dây có ba bụng, k = 3 => À. = ^ = 2 0’6- = 0,4(m) k 3 Trên dây có 4 nút kể cả hai nút ở hai đầy dây, ta có k = 3 ì , 21 2.1,2 . 1= k 77 => k = „ = 0,8(m) 2 k 3 tần sô' dao động trên dây f = ^ = = 100(Hz). À. 0,8