Tuyệt phẩm công phá Giải nhanh theo chủ đề trên kênh VTV2 môn Vật Lý Tập 3 (FULL TEXT)

Ví dụ 27: Sóng dừng trên một sợi dây dài, hai điểm A và B cách nhau 10 cm với A là nút và
B là bụng đồng thời giữa A và B không còn nút và bụng nào khác. Gọi C là trung điểm của
AB. Biết khoảng thời gian giữa 2 lần liên tiếp C và B có cùng li độ là 0,1 (s). Tốc độ truyền
sóng trên dây là
A. 2,5 (m/s). B. 4 (m/s). C. 2 (m/s). D. 1 (m/s).
Hướng dẫn:Chọn đáp án C
λ
AB = = 10 ( cm) ⇒ λ = 40 ( cm) = 0, 4 ( m)
.
4
T
Khoảng thời gian hai lần liên tiếp để B và C có cùng li độ là hay = 0,1 ( s)
2
λ 0,4
⇒ T = 0,2 s ⇒ v = = = 2 m s
T 0,2
( ) ( )
Chủ đề 3. GIAO THOA SÓNG CƠ HỌC
1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ĐIỀU KIỆN GIAO THOA
Phương pháp giải
1) Điều kiện cực đại cực tiểu
Cực đại là nơi các sóng kết hợp tăng cường lẫn nhau (hai sóng kết hợp cùng pha):
∆ ϕ = k .2 π .
Cực tiểu là nơi các sóng kết hợp triệt tiêu lẫn nhau (hai sóng kết hợp ngược pha):
( k )
∆ ϕ = 2 + 1 π.
* Hai nguồn kết hợp cùng pha (hai nguồn đồng bộ)
⎧ ⎛ 2π
d1
⎞
u1 = a1 cosωt ⇒ u1M
= a1M
cos ⎜ωt
−
λ
⎟
⎪ ⎝ ⎠
⎨
⎪ ⎛ 2π
d ⎞
u = a cosωt ⇒ u = a cos ωt
−
⎩
2
2 2 2M
2M
⎪ ⎜
λ
⎟
⎝ ⎠
2π
⎧⎪ k2 π : cùc ®¹i ⇒ d1 − d2
= kλ
∆ ϕ = ( d1 − d2
) = ⎨
λ ⎪⎩
1 2
( 2m + 1 ) π : cùc tiÓu ⇒ d − d = ( m + 0,5)
Trong trường hợp hai nguồn kết hợp cùng pha, tại M là cực đại khi hiệu đường đi bằng một
số nguyên lần bước sóng và cực tiểu khi hiệu đường đi bằng một số bán nguyên lần bước
sóng. Đường trung trực của AB là cực đại.
* Hai nguồn kết hợp ngược pha
Trang113
λ
T
2
⎧ ⎛ 2π
d1
⎞
u1 = a1 cosωt ⇒ u1M
= a1M
cos ⎜ωt
−
λ
⎟
⎪ ⎝ ⎠
⎨
⎪ ⎛ 2π
d ⎞
u = a cos( ωt + π ) ⇒ u = a cos ωt
+ π −
⎩
2
2 2 2M
2M
⎪ ⎜
λ
⎟
⎝ ⎠
Trang114
( )
2π
⎧⎪ k2 π : cùc ®¹i ⇒ d1 − d2
= k − 0,5 λ
∆ ϕ = π + ( d1 − d2
) = ⎨
λ ⎪⎩ ( 2m + 1 ) π : cùc tiÓu ⇒ d1 − d2
= mλ
Trong trường hợp hai nguồn kết hợp cùng pha, tại M là cực đại khi hiệu đường đi bằng một
số bán nguyên lần bước sóng và cực tiểu khi hiệu đường đi bằng một số nguyên lần bước
sóng. Đường trung trực của AB là cực tiểu.
* Hai nguồn kết hợp bất kì
⎧ ⎛ 2π
d ⎞
u = a cos ( ωt + α ) ⇒ u = a cos ωt
+ α −
⎪ ⎝ λ ⎠
⎨
⎪ ⎛ 2π
d ⎞
u = a cos ( ωt + α ) ⇒ u = a cos ωt
+ α −
⎩
1
⎪ 1 1 1 1M
1M
⎜ 1 ⎟
2
2 2 2 2M
2M
2
⎪ ⎜
λ
⎟
⎝ ⎠
2π
ϕ ( α1 α
2 ) ( d1 d
2 )
λ
⇒ ∆ = − + −
( α −α
)
⎧
1 2
k2 π : cùc ®¹i ⇒ d1 − d2
= kλ
+
⎪
2π
∆ ϕ = ⎨
⎪
( 2m + 1 ) π : cùc tiÓu ⇒ d1 − d2
= ( m + 0,5)
λ +
⎪⎩
( α −α
)
1 2
Đường trung trực của AB không phải là cực đại hoặc cực tiểu. Cực đại giữa ( ∆ ϕ = 0 ) dịch về
phía nguồn trễ pha hơn.
Ví dụ 1: Xem hai loa là nguồn phát sóng âm A, B phát âm cùng phương cùng tần số và cùng
pha. Tốc độ truyền sóng âm trong không khí là 330 (m/s). Một người đứng ở vị trí M cách S 2
3 (m), cách S1 3,375 (m). Tìm tần số âm bé nhất, để ở M người đó nghe được âm từ hai loa là
to nhất
A. 420 (Hz). B. 440 (Hz). C. 460 (Hz). D. 880 (Hz).
Hướng dẫn:Chọn đáp án D
Để người đó nghe được âm to nhất thì tại M là cực đại. Vì hai nguồn kết hợp cùng pha nên
2π
v
330
điều kiện cực đại là d1 − d2
= kλ
= k ⇒3,375 − 3 = k
f
f
min
( )
⇒ f = 880k ⇒ f = 880 Hz