sóng cơ và sự truyền sóng cơ

Doremon

Moderator
Thành viên BQT
I. Sóng cơ

1. Thí nghiệm

  • Cho cần rung dao động nhưng mũi S không chạm mặt nước, ta thấy mẩu nút chai nhỏ ở M vẫn đứng bất động.
  • Cho cần rung dao động để mũi S chạm mặt nước, ta thấy sau một thời gian ngắn, mẩu nút chai cũng dao động. Vậy, dao động từ O đã truyền qua nước tới M. Ta nói đã có sóng trên mặt nước và O là nguồn sóng.
2. Định nghĩa
  • Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong một môi trường.
  • Các gợn sóng phát đi từ O đều là những đường tròn tâm O. Vậy sóng nước truyền theo các phương khác nhau trên mặt nước với cùng một tốc độ v.
3. Sóng ngang
  • Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.
  • Trừ trường hợp sóng mặt nước, sóng ngang chỉ truyền được trong chất rắn.
4. Sóng dọc
  • Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng.
  • Sóng dọc truyền được cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.
  • Sóng cơ không truyền được trong chân không.
II. Các đặc trưng của một sóng hình sin

1. Sự truyền của một sóng hình sin

  • Căng ngang một sợi dây mềm, dài, đầu Q gắn vào tường, đầu P gắn vào cần rung để tạo dao động điều hòa. Khi cho P dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Trên dây xuất hiện một sóng cơ có dạng hình sin lan truyền về đầu Q.
  • Quan sát ta thấy trên dây có những điểm dao động hoàn toàn giống nhau. Sóng cơ lan truyền trên dây với tốc độ v.
2. Các đặc trưng của một sóng hình sin
  • Biên độ sóng A: là biên độ dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
  • Chu kì T, tần số f của sóng: Chu kì T của sóng là chu kì dao động của một phần tử của môi trường có sóng truyền qua. Đại lượng f = $\frac{1}{T}$ gọi là tần số của sóng.
  • Tốc độ truyền sóng v: là tốc độ lan truyền dao động trong môi trường.
  • Bước sóng λ: là quãng đường sóng lan truyền trong một chu kỳ: λ = vT = $\frac{v}{f}$.
  • Hai phần tử cách nhau một bước sóng thì dao động cùng pha với nhau.
  • Năng lượng sóng là năng lượng dao động của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua.
III. Phương trình sóng
Nếu phương trình sóng tại nguồn O là u$_O$ = Acosωt thì phương trình sóng tại M trên phương truyền sóng (trục Ox) là:
${u_M} = A\cos \left[ {\omega \left( {t - {t_0}} \right)} \right] = A\cos \left( {\omega t - \omega .\frac{{OM}}{v}} \right) = A\cos \left( {\omega t - 2\pi .\frac{{OM}}{\lambda }} \right)$

Tải về
 
Trên mặt nước có hai điểm A và B ở trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau một phần tư bước sóng. Tại thời điểm t mặt thoáng ở A và B đang cao hơn vị trí cân bằng lần lượt là 0,3mm và 0,4mm, mặt thoáng ở A đang đi lên còn ở B đang đi xuống. Coi biên độ sóng không đổi trên đường truyền sóng. Sóng có:
A. Biên độ 0,5mm, truyền từ A đến B.
B. Biên độ 0,5mm, truyền từ B đến A.
C. Biên độ 0,7mm, truyền từ B đến A.
D. Biên độ 0,7mm, truyền từ A đến B.
 
Sóng trên mặt nước có tần sồ f = 100Hz do mũi nhọn S của một lá thép dao động chạm vào mặt nước tại O gây ra. Chiếu mặt nước bằng đèn nhấp nháy phát ra 10 chớp sáng trong 10 giây. Quan sát mặt nước ta thấy:
A. Những vòng tròn đồng tâm (tâm O) lan rộng dần trên mặt nước ra xa O.
B. Những gợn sóng dạng hyperbol lồi lõm xen kẽ nhau.
C. Do chu kỳ dao động của S nhỏ hơn nhiều so với thời gian lưu ảnh trên võng mạc nên không quan sát được sự dao động của mặt nước.
D. Có cảm giác sóng không truyền đi và mặt nước có dạng cố định (với những gợn tròn lồi lõm cố định).
 
Gọi d là khoảng cách giữa hai điểm trên phương truyền sóng. Nếu \(d=k\frac{v}{f}\) ,với f là tần số sóng, v là vận tốc truyền sóng và k∈ N* thì hai điểm đó:
A. Dao động cùng pha.
B. Dao động vuông pha.
C. Dao động ngược pha.
D. Dao động với độ lệch pha phụ thuộc vào k.
 
Một sóng dọc truyền trong một môi trường thì phương dao động của các phần tử môi trường
A. trùng với phương truyền sóng.
B. là phương ngang.
C. là phương thẳng đứng.
D. vuông góc với phương truyền sóng.
 
Chọn câu không đúng.
A. Sóng cơ học là sự truyền pha dao động của các phần tử môi trường vật chất.
B. Hai điểm trên phương truyền sóng dao động vuông pha cách nhau 1/2 bước sóng.
C. Sóng ngang là sóng mà các phần tử môi trường có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng
D. Bước sóng là quãng đường sóng truyền đi được trong một chu kì
 
Một sóng cơ truyền dọc theo một sợi dây đàn hồi rất dài với biên độ 6 mm. Tại một thời điểm, hai phần tử trên dây cùng lệch khỏi vị trí cân bằng 3 mm, chuyển động ngược chiều và cách nhau một khoảng ngắn nhất là 8 cm (tính theo phương truyền sóng). Gọi δ là tỉ số của tốc độ dao động cực đại của một phần tử trên dây với tốc độ truyền sóng. δ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 0,105.
B. 0,179.
C. 0,079.
D. 0,314.
 
Một sóng cơ lan truyền trên mặt thoáng một chất lỏng với tần số 10Hz, tốc độ truyền sóng là 1,2m/s. Hai điểm M,N thuộc mặt thoáng, trên cùng một phương truyền sóng, cách nhau 26cm (M gần nguồn hơn). Tại thời điểm t, điểm N hạ xuống thấp nhất. Khoảng thời gian ngắn nhất sau đó điểm M hạ xuống điểm thấp nhất là
A. \(\frac{{11}}{{120}}s\)
B. \(\frac{{1}}{{60}}s\)
C. \(\frac{{1}}{{120}}s\)
D. \(\frac{{1}}{{12}}s\)
 
Để phân loại sóng ngang và sóng dọc người ta dựa vào
A. phương dao động và phương truyền sóng
B. năng lượng sóng và tốc độ truyền sóng
C. phương truyền sóng và tần số sóng
D. tốc độ truyền sóng và bước sóng
 
Người ta đặt chìm trong nước một nguồn âm có tần số 725 Hz và vận tốc truyền âm trong nước là 1450 m/s. Khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trong nước và dao động ngược pha là:
A. 0,5 m.
B. 1 cm.
C. 0,25 m.
D. 1 m.
 
Tại hai điểm M và N trong một môi trường truyền sóng có hai nguồn sóng dao động cùng phương, cùng pha và cùng tần số f = 40 Hz. Coi biên độ của sóng, tốc độ truyền sóng là không đổi. Trên đoạn MN, hai phần tử dao động với biên độ cực đại ở lân cận nhau có vị trí cân bằng cách nhau 1,5 cm. Tốc độ truyền sóng trong môi trường này bằng
A. 0,3 m/s.
B. 2,4 m/s.
C. 0,6 m/s.
D. 1,2 m/s.
 
Một sóng cơ được mô tả bởi phương trình \(u = A\cos \left( {2\pi ft - \frac{{2\pi x}}{\lambda }} \right)cm\) . Tốc độ cực đại của các phần tử môi trường gấp 4 lần tốc độ truyền sóng khi
A. \(4\lambda = \pi A\)
B. \(8\lambda = \pi A\)
C. \(2\lambda = \pi A\)
D. \(6\lambda = \pi A\)
 
Trong một môi trường đàn hồi, nguồn sóng O có pha ban đầu bằng 0. Điểm M cách O một đoạn d=1m nhận được sóng do O truyền tới. Phương trình dao động tại M có dạng \(u_{M}=cos(4\pi t-8\pi )(m)\), vận tốc sóng bằng:
A. 0,15m/s
B. 0,25m/s
C. 0,5m/s
D. 0,7m/s
 
Một sóng cơ truyền dọc theo trục Ox có phương trình: \(u=u_{0}cos(1000t-20x)(cm)\)
Trong đó x là tọa độ tính bằng mét, t là thời gian được tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng là:
A. 50m/s
B. 100m/s
C. 314m/s
D. -100m/s
 
Nguồn sóng O phát ra sóng có bước sóng \(\lambda =20cm\). Điểm M nằm cách nguồn O một đoạn 90cm. Giữa O và M có bao nhiêu điểm dao động cùng pha với nguồn?
A. 0,5
B. 2
C. 3
D. 4
 
Chọn phát biểu sai khi nói về sóng cơ:
A. Trong quá trình truyền sóng cơ, các phần tử vật chất chỉ dao động tại chỗ, không truyền đi theo sóng.
B. Sóng cơ chỉ truyền trong môi trường vật chất, không truyền được trong chân không.
C. Các điểm trên phương truyền sóng cách nhau số lẻ phần tư bước sóng sẽ dao động ngược pha nhau.
D. Sóng cơ lan truyền trong không khí là sóng dọc.
 
Một sóng cơ truyền theo phương Ox với phương trình \(u=4\cos(100\pi t-\pi x)mm;\) ; trong đó x tính bằng mét, t tính bằng giây. Li độ của điểm M cách O 50 m vào thời điểm t = 2 s là
A. 4 mm.
B. 2 mm.
C. – 4 mm.
D. – 2 mm.
 
Tại điểm O trong lòng đất đang xảy ra dư chấn của một trận động đất. Ở điểm A trên mặt đất có một trạm quan sát địa chấn. Tại thời điểm t0, một rung chuyển ở O tạo ra 2 sóng cơ (một sóng dọc, một sóng ngang) truyền thẳng đến A và tới A ở hai thời điểm cách nhau 5s. Biết tốc độ truyền sóng dọc và tốc độ truyền sóng ngang trong lòng đất lần lượt là 8000 m/s và 5000 m/s. Khoảng cách từ O đến A bằng:
A. 66,7 km
B. 15 km
C. 75,1 km
D. 115 km
 
Một sóng cơ truyền trên 1 sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại 1 điểm trên dây \(u = 4\cos \left( {20\pi t - \frac{{\pi x}}{3}} \right)(mm)\).Với x đo bằng m, t đo bằng s. Tốc độ truyền sóng trên dây có giá trị
A. 60cm/s
B. 60mm/s
C. 60m/s
D. 30m/s
 
Một người làm thí nghiệm : Nhỏ những giọt nước đều đặn xuống điểm O trên mặt nước phẳng lặng với tốc độ 80 giọt trong 1 phút, thì trên mặt nước xuất hiện những gợn sóng hình tròn tâm O cách đều nhau. Khoảng cách giữa 4 gợn sóng liên tiếp là 13,5 cm/s. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là :
A. 6cm/s
B. 45cm/s
C. 350cm/s
D. 360cm/s
 
Back
Top