Một sợi dây đàn hồi căng ngang, đang có sóng dừng ổn định. Trên dây, A là một điểm nút, B là vị trí cân bằng của một điểm bụng gần A nhất với AB = 15 cm, M là một điểm trên dây có vị trí cân bằng cách A một khoảng 10 cm. Biết trong một chu kỳ sóng, khoảng thời gian mà tốc độ dao động của phần tử B không lớn hơn vận tốc cực đại của phần tử M là 0,2 s. Tốc độ truyền sóng trên dây là
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Bước sóng: \(\frac{{\rm{\lambda }}}{4} = {\rm{AB}} \Rightarrow {\rm{\lambda }} = 4.15 = 60\;\,{\rm{cm}}{\rm{.}}\)
Biên độ của M là: \({{\rm{A}}_{\rm{M}}} = \left| {2{\rm{a}}{\rm{.}}\cos \left( {2{\rm{\pi }}.\frac{{10}}{{60}}} \right)} \right| = {\rm{a}}\)
Vận tốc cực đại của phần tử M và N là \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{v_{M\max }} = {\rm{\omega }}a}\\{{v_{B\max }} = {\rm{\omega }}.2a}\end{array}} \right.\).
Áp dụng giản đồ vecto quay:
Ta có \({\rm{\alpha }} = {\mathop{\rm arcos}\nolimits} \frac{{{\rm{a\omega }}}}{{2a{\rm{\omega }}}} = \frac{{\rm{\pi }}}{3}\).
Thời gian trong 1 chu kì mà tốc độ dao động của phần tử B không lớn hơn vận tớc cực đại của phần tử M là: \(\Delta {\rm{t}} = \frac{{\rm{T}}}{{2{\rm{\pi }}}}.4\left( {\frac{{\rm{\pi }}}{2} - \alpha } \right) = \frac{{\rm{T}}}{{2{\rm{\pi }}}}.4.\left( {\frac{{\rm{\pi }}}{2} - \frac{{\rm{\pi }}}{3}} \right) = \frac{{\rm{T}}}{3} = 0,2\;{\rm{s}} \Rightarrow {\rm{T}} = 0,6\;{\rm{s}}\).
Tốc độ truyền sóng trên dây là: \({\rm{v}} = \frac{{\rm{\lambda }}}{{\rm{T}}} = \frac{{60}}{{0,6}} = 100\;{\rm{cm}}/{\rm{s}} = 1\;{\rm{m}}/{\rm{s}}\). Chọn A.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Đang tải chế độ Học...
Dành cho bạn Hot
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Đặt \(OP = x\,\,(0 < x < 4) \Rightarrow BP = 4 - x\,;\,\,AP = \sqrt {4 + {x^2}} .\)
Khoảng thời gian để anh Ba từ vị trí xuất phát đến được điểm \(B\) là:
\({t_{\left( x \right)}} = {t_{AP}} + {t_{PB}} = \frac{{\sqrt {4 + {x^2}} }}{6} + \frac{{4 - x}}{{10}}(h)\,\, \Rightarrow {t'_{\left( x \right)}} = \frac{x}{{6\sqrt {4 + {x^2}} }} - \frac{1}{{10}}.\)
\({t'_{\left( x \right)}} = 0 \Leftrightarrow \frac{x}{{6\sqrt {4 + {x^2}} }} - \frac{1}{{10}} = 0 \Leftrightarrow 3\sqrt {4 + {x^2}} = 5x \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{0 < x < 4}\\{4{x^2} = 9}\end{array} \Leftrightarrow x = \frac{3}{2}.} \right.\)
Bảng biến thiên:
|
\(x\) |
0 |
\(\frac{3}{2}\) |
4 |
|
\(t'\left( x \right)\) |
\( - \) |
0 + |
|
|
\(t\left( x \right)\) |
\(\frac{{11}}{{15}}\)
|
|
\(\frac{{\sqrt 5 }}{3}\)
|
|
|
|
\(\frac{2}{3}\) |
|
Từ bảng biến thiên suy ra khoảng thời gian ngắn nhất để anh Ba từ vị trí xuất phát đến được điểm \({\rm{B}}\) là: \({t_{\min }} = \frac{2}{3}(h) = \frac{2}{3}.60\) (phút) \( = 40\) (phút). Chọn A.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Gọi vị trí thấp nhất của ống bương là là vị trí của máng nước (như hình vẽ).
Tung độ của điểm \[M\] là \({y_M} = 11 - 6,5 = 4,5\)
\( \Rightarrow \sin \widehat {xOM} = \frac{{{y_M}}}{{OM}} = \frac{{4,5}}{5} = 0,9 \Rightarrow \widehat {xOM} \approx 64^\circ \).
Ta có \(\widehat {TOM} = \widehat {TOx} + \widehat {xOM} = 90^\circ + 64^\circ = 154^\circ .\)
Vì thời gian cọn nước thực hiện 1 vòng quay là 3 phút nên thời gian ống bương di chuyển từ \(T\)đến \(M\) là \(\frac{{3.154}}{{360}} = \frac{{77}}{{60}}\) (phút). Chọn C.
Câu 3
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 5
A. \(x = 2.\)
B. \(x = 3.\)
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 7
Đăng nhập để xem lời giải
Lưu tiến độ và luyện tập hiệu quả hơn. Hoàn toàn miễn phí!
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Đăng ký để học cùng Vietjack. Hoàn toàn miễn phí!
Bằng việc đăng ký, bạn đồng ý với Điều khoản sử dụng và Chính sách bảo mật của Vietjack.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập