Biên độ sóng là gì

Định nghĩa, phân loại và đặc điểm của sóng cơ. Các phương trình sóng cơ phụ thuộc thời gian và không gian được trình bày rất chi tiết.

Bạn đang xem: Biến động là gì

Sóng cơ học và truyền dẫn

Bạn Đang Xem: Biên độ sóng là gì

a. Lý thuyết

1. Phân loại-định nghĩa-sóng cơ học

+ Sóng cơ học là dao động lan truyền trong môi trường.

+ Khi có sóng cơ truyền, chỉ có pha dao động của hạt vật chất truyền đi và hạt vật chất dao động điều hòa quanh một vị trí cân bằng cố định.

+ Sóng biến dạng là sóng trong đó các hạt của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Chẳng hạn như sóng trên mặt nước, sóng trên dây chun.

+ Sóng dọc là sóng trong đó các hạt của môi trường dao động theo phương song song với phương truyền sóng.

Ví dụ: sóng âm, sóng trên lò xo.

2. Đặc điểm của sóng hình sin

+ Biên độ của sóng a nh: là biên độ dao động của phần tử môi trường mà sóng truyền qua.

+ Chu kỳ sóng t rong: là chu kỳ dao động của một phần tử trong môi trường có sóng truyền qua.

+ tần số f: là nghịch đảo của chu kỳ sóng: f = ( frac {1} {t} )

+ Vận tốc Truyền sóng v: là vận tốc truyền của dao động trong môi trường. Tùy thuộc vào bản chất của môi trường ( (v_ {r} & gt; v_ {l} & gt; v_ {k} ) ) và nhiệt độ (n hiệt độ của môi chất tăng lên, tỷ lệ của sự lan truyền làm tăng khả năng truyền tải nhanh hơn)

+ Bước sóng λ : là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ. λ = vt = ( frac {v} {f} ).

+ bước sóng λ cũng là khoảng cách giữa hai điểm gần nhất tại đó sóng truyền cùng pha.

+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một sóng dao động cùng pha là ( frac { lambda} {2} ).

+ Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên một sóng dao động theo phương vuông góc là ( frac { lambda} {4} ).

+ Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên một sóng dao động cùng pha là: kλ.

+ Khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ trên phương truyền sóng của dao động cùng pha là: (2k + 1) ( frac { lambda} {2} ).

+ Chú ý: Giữa n cực đại (ngọn) có (n – 1) bước sóng.

3. Phương trình sóng:

a.at nguồn o: uo = aocos (ω t)

b.at m theo hướng truyền sóng :

um = amcosω (t-Δ t)

Nếu bỏ qua tổn thất năng lượng trong quá trình lan truyền, biên độ tại o và m bằng nhau: ao = am = a.

Sau đó : um = acosω (t – ( frac {x} {v} )) = acos 2π ( ( frac {t} {t} – frac {x )} { lambda} )) và t ≥ x / v

Tổng quát: Tại điểm o: uo = acos ( ω t + φ).

d.at m là khoảng cách x từ o theo phương truyền sóng .

* Sóng truyền theo chiều dương của trục ox:

Xem Thêm : Cách định danh tài khoản khi đăng ký ví điện tử ZaloPay

um = amcos (ωt + φ – ( omega frac {x} {v} )) = amcos (ωt + φ- (2 pi frac {x} { lambda} )) t x / v

* Sóng truyền theo chiều âm của trục ox:

um = amcos (ωt + φ + ( omega frac {x} {v} )) = amcos (ωt + φ + (2 pi frac {x} { lambda} ))

– Tại một điểm xác định m trong môi trường sóng: x = const; um là hàm điều hòa của t với chu kỳ t.

– Tại thời điểm xác định t = const; um là một hàm biến thiên điều hòa trong không gian x với chu kỳ.

e. Độ lệch pha giữa hai điểm ở khoảng cách xm, xn: ( delta varphi _ {mn} = omega frac {x_ {n} -x_ {m }} {v} = 2 pi frac {x_ {n} -x_ {m}} { lambda} )

+ Nếu 2 điểm m và n dao động cùng pha thì:

( delta varphi _ {mn} = 2k pi leftrightarrow 2 pi frac {x_ {n} -x_ {m}} { lambda} = 2k pi leftrightarrow x_ {n} – x_ {m} = k lambda (k in z) )

+ Nếu 2 điểm m và n dao động cùng pha thì:

( delta varphi _ {mn} = (2k + 1) pi leftrightarrow 2 pi frac {x_ {n} -x_ {m}} { lambda} = (2k + 1) pi ) ( leftrightarrow x_ {n} -x_ {m} = (2k + 1) frac { lambda} {2} (k in z) )

+ Nếu 2 điểm m và n dao động cùng pha thì:

( delta varphi _ {mn} = (2k + 1) frac { pi} {2} leftrightarrow 2 pi frac {x_ {n} -x_ {m}} { lambda} = (2k + 1) frac { pi} {2} ) ( leftrightarrow x_ {n} -x_ {m} = (2k + 1) frac { lambda} {4} (k in z ) )

-Nếu 2 điểm m và n cùng phương truyền sóng và cách nhau một khoảng x:

( delta varphi = omega frac {x} {v} = 2 pi frac {x} { lambda} )

(Nếu 2 điểm m và n nằm trên sóng và cách nhau một khoảng d thì : ( delta varphi = frac {2 pi d} { lambda} ) )

– Vậy 2 điểm m và n trên phương truyền sóng sẽ là:

+ Dao động cùng pha khi d = kλ

+ Dao động cùng pha khi: d = (2k + 1) ( frac { lambda} {2} )

+ Dao động vuông pha khi d = (2k + 1) ( frac { lambda} {4} )

trong đó k = 0, ± 1, ± 2 …

Lưu ý: Các đơn vị của x, x1, x2, d, l, v phải tương ứng với nhau.

f.Trong hiện tượng truyền sóng trên dây, dây được nam châm điện kích thích dao động với tần số dòng điện là f thì dây dao động với tần số 2f.

b. Ví dụ

Ví dụ 1: Một người ngồi trên bãi biển và thấy có 10 ngọn sóng chạy qua trong 36 giây, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10m.. tần số sóng và tốc độ truyền sóng.

A. 0,25 Hz; 2,5 m / s b. 4 Hz; 25 m / s 25 Hz; 2,5 m / s 4 Hz; 25 cm / s

Giải pháp: Xét một điểm có 10 chuyển tiếp tương ứng với 9 tiết. t = ( frac {36} {9} ) = 4 giây. Xác định tần số của dao động. (f = frac {1} {t} = frac {1} {4} = 0,25hz ). tốc độ sóng : ( lambda = vt rightarrow v = frac { lambda} { t} = frac {10} {4} = 2,5 (m / s) ) .

Một Yêu cầu một

Ví dụ 2 : Sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng của một điểm trên sợi dây: u = 4cos (20π t – ( frac { pi x} {3} )) (mm). trong đó x: tính bằng mét, t: tính bằng giây. Vận tốc của sóng trên sợi dây có giá trị.

A. 60 mm / giây b. 60 cm / giây c. 60 m / giây 30 mm / giây

Mô tả giải pháp : Chúng tôi có = ( frac { pi x} {3} ) (= frac { 2 pi x} { lambda} ) => λ = 6 m => v = λ.f = 60 m / s (lưu ý: x tính bằng mét).

Xem Thêm : Đường bột là gì? Cách làm và các món bánh hấp dẫn với đường bột

Trả lời Người đăng ký

Ví dụ 3 : Một sóng cơ truyền theo phương ox, với biên độ không đổi. Tại o, dao động có dạng u = acosωt (cm). Tại thời điểm m cách tâm o dao động là ( frac {1} {3} ) Bước sóng tại thời điểm là 0,5 chu kì thì bước sóng là 5 cm?. Phương trình nào sau đây thỏa mãn phương trình dao động tại m:

Một. (u_ {m} = acos ( omega t- frac {2 lambda} {3}) cm ) b. (u_ {m} = acos ( omega t- frac { pi lambda} {3}) cm )

c. (u_ {m} = acos ( omega t- frac {2 pi} {3}) cm ) (u_ {m} = acos ( omega t- frac { pi} {3}) cm )

Chọn c

Mô tả giải pháp: Phải mất thời gian để sóng truyền từ o sang m: t = ( frac {d} {v} = frac { lambda} {3v} ) Phương trình tại m Dao động của có dạng: (u_ {m} = acos omega (t- frac {1. Lambda} {v.3}) ). Với v = λ / t. Có: ( frac { omega} {v} = frac {2 pi} {t. Frac { lambda} {t}} = frac {2 pi} { lambda} ) vậy (u_ {m} = acos ( omega t- frac {2 pi. lambda} { lambda .3}) ) hoặc: (u_ {m} = acos ( omega t – frac {2 pi} {3}) cm )

c. Thực hành

đăng 1 : Có người quan sát phao biển và thấy nó nổi lên và chìm xuống. 16 vị trí trong 30 giây, khoảng cách giữa 5 đỉnh liên tiếp là 24m. Tốc độ sóng trên mặt biển là

v = 4,5m / s b. v = 12m / s. c. v = 3m / s d. v = 2,25 m / s

Bài 2: Một sóng cơ truyền dọc theo trục ox có phương trình (u = 5cos (6 pi t- pi x) ) (cm), trong đó t bằng s và x là Đơn vị là mét. Tốc độ sóng này là

a. 3 m / s. b. 60 m / s. c.

Xem thêm: Hệ thống iso là gì? Biết về tiêu chuẩn iso và chứng nhận iso?

<3 Tốc độ truyền sóng là 40cm / s. Viết phương trình sóng tại m cách o d = 50 cm.

a. (u_ {m} = 5cos (4 pi t-5 pi) (cm) ) b. (u_ {m} = 5cos (4 pi t-2,5 pi) (cm) )

c. (u_ {m} = 5cos (4 pi t- pi) (cm) ) d. (u_ {m} = 5cos (4 pi t-25 pi) (cm) )

Điều 4: Trên một sợi dây dài vô hạn, có sóng cơ truyền theo phương ox, phương trình sóng u = 2cos (10πt – πx) (cm) (trong đó t tính bằng s; x tính bằng m). m, n là hai điểm trên cùng một phía cách nhau o 5 m. Đồng thời, khi phần tử m qua vị trí cân bằng theo chiều dương thì phần tử n

a. Chiều dương đi qua vị trí cân bằng. b. Qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

c. ở lợi nhuận khả quan. d. ở vị trí của lề âm.

post 5: Phương trình sóng: (u = asin (0,4 pi x + 7 pi t + frac { pi} {3}) ) (Bỏ lỡ). Phương trình này có nghĩa là:

Một. Sóng truyền dọc theo trục x âm với vận tốc (m / s)

b. Sóng truyền theo chiều dương của trục x với vận tốc (m / s)

c. Sóng truyền theo chiều dương của trục x với vận tốc 17,5 (m / s)

d. Sóng truyền dọc theo trục x âm với vận tốc 17,5 (m / s)

bài 6: Sóng cắt truyền trên dây đàn hồi rất dài với tần số 500hz. Ta thấy hai điểm a và b trên sợi dây cách nhau 200 cm dao động cùng pha và hai điểm khác trên sợi dây ab dao động cùng pha với a. Tốc độ sóng trên đường dây:

a. 500cm / s b. 1000m / s c. 500m / s d. 250cm / s

bài 7: Một dao động truyền từ điểm m đến điểm n theo phương liên tục với khoảng cách m là 7λ / 3 (cm). Sóng truyền với biên độ a không đổi. Biết rằng phương trình sóng tại m có dạng um = 3cos2πt (um tính bằng cm và t tính bằng giây). Tại thời điểm t1, vận tốc dao động của phần tử m là 6π (cm / s), khi đó vận tốc dao động của phần tử n là a. 3π (cm / s). b. 0,5π (cm / s). c. 4π (cm / s). d. 6π (cm / s).

bài 8: Một sóng cơ truyền trên sợi dây với chu kì t và biên độ a. Tại thời điểm t0, khoảng cách giữa các phần tử tại b và c lần lượt là -24 mm và +24 mm; phần tử tại điểm d trong bc đang ở trạng thái cân bằng. Tại thời điểm t1, nếu khoảng cách giữa hai phần tử b và c là + 10mm thì phần tử d ở xa vị trí cân bằng của nó

a. 26 mm b .28 mm c .34 mm d .17 mm

Bài 9: Một sóng truyền với biên độ không đổi theo đường thẳng cách nguồn o. Tại thời điểm t = 0, chất điểm o qua vị trí cân bằng theo chiều (+). Tại 1/2 chu kì, một điểm cách nguồn 1 một khoảng bằng 1/4 bước sóng. Độ biến động là a. 10cm b. 5 ( sqrt {3} ) cm c. 5 ( sqrt {2} ) cm d. 5 cm

Bài 10: Một sóng cơ truyền theo phương thẳng có hướng truyền tại nguồn o:

uo = acos ( ( frac {2 pi} {t} t + frac { pi} {2} )) (cm). Tại thời điểm t = 1/2 chu kì, điểm m cách nguồn bằng 1/3 bước sóng và có độ dời um = 2 (cm). Biên độ a là