Một sợi dây đàn hồi AB có chiều dài 15 cm và hai đầu cố định. Khi chưa có sóng thì M và N là hai phần tử trên dây với AM = 1,5 cm và BN = 8,5 cm. Khi tạo ra sóng dừng thì quan sát thấy trên dây có 5 bụng sóng và bề rộng của bụng là 4 cm. Khoảng cách lớn nhất giữa hai phần tử M, N xấp xỉ bằng

A. 5 cm.

B. 5,1 cm.

C. 1 cm.

D. 5,8 cm.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bộ 30 đề thi thử THPT Quốc gia môn Vật lý năm 2022 có đáp án !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án B

Một sợi dây đàn hồi AB có chiều dài 15 cm và hai đầu cố định (ảnh 1)

+ Số bó sóng trên dây là 5 $\to 15 = 5 \frac{λ}{2} \to \frac{λ}{2} = 3 \to λ = 6 c m$

+ Biên độ của bụng sóng: $A_{B} = \frac{4}{2} = 2 c m$

+ $A M = 1, 5 c m \to$ M sẽ thuộc bó thứ nhất kể từ đầu A.

− Biên độ dao động của M là: $A_{M} = A_{b} |\sin \frac{2 π d}{λ}| = 2 |\sin \frac{2 π 1, 5}{6}| = 2 c m$

+ $B N = 8, 5 c m \to A N = 15 - 8, 5 = 6, 5 c m$ $\to$ N sẽ thuộc bó thứ 3 kể từ đầu A.

− Biên độ dao động của N là: $A_{N} = A_{b} |\sin \frac{2 π d}{λ}| = A_{b} |\sin \frac{2 π 6, 5}{6}| = 1 c m$

→ M và N thuộc 2 bó có thứ tự 1 và 2 (cùng lẻ) → 2 điểm dao động cùng pha với nhau.

+ Khoảng cách của 2 điểm theo phương dao động là:

$\begin{array}{l} Δ u = |u_{M} - u_{N}| \\ = |A_{M} \cos (ω t + φ) - A_{N} \cos (ω t + φ)| \\ = |(A_{M} - A_{N}) \cos (ω t + φ)| \\ \to Δ u_{\max} = |A_{M} - A_{N}| = 1 c m \end{array}$

+ Khoảng cách theo phương truyền sóng của hai điểm M N là $6, 5 - 1, 5 = 5 c m$

→ Khoảng cách lớn nhất của hai điểm M và N trong quá trình dao động được tính theo công thức Pitago do phương dao động vuông góc phương truyền sóng: $d_{\max} = \sqrt{5^{2} + Δ u_{\max}^{2}} = \sqrt{5^{2} + 1^{2}} = 5, 1 c m$

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Đặt điện áp u = U₀cosωt V vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được. Khi L = L₀ hoặc L = 3L₀thì điện áp hiệu dụng hai đầu tụ điện bằng nhau và bằng U_C. Khi L = 2L₀ hoặc L = 6L₀ thì điện áp hiệu dụng hai đầu cuộn cảm bằng nhau và bằng U_L. Tỉ số $\frac{U_{L}}{U_{C}}$ bằng

A. $\sqrt{\frac{2}{3}} .$

B. $\sqrt{\frac{3}{2}} .$

C. $\frac{1}{\sqrt{2}} .$

D. $\sqrt{2} .$

Lời giải

Đáp án B

Ứng với $L = L_{0} \to Z_{L} = Z_{L 0}$ , ta chuẩn hóa $Z_{L 0} = 1$

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên tụ, thỏa mãn: $Z_{L 1} + Z_{L 2} = 2 Z_{C} \Leftrightarrow 1 + 3 = 2 Z_{C} \to Z_{C} = 2$

+ Hai giá trị của L cho cùng điện áp hiệu dụng trên cuộn cảm thỏa mãn: $\frac{1}{Z_{L 3}} + \frac{1}{Z_{L 4}} = \frac{2}{Z_{L \max}} \Leftrightarrow \frac{1}{2} + \frac{1}{6} = \frac{2}{Z_{L \max}}$ $\to Z_{L \max} = 3$ , với $Z_{L \max}$ là cảm kháng để điện áp hiệu dụng trên cuộc cảm cực đại.

$\to Z_{L \max} = \frac{R^{2} + Z_{C}^{2}}{Z_{C}} \Leftrightarrow 3 = \frac{R^{2} + 2^{2}}{2} \to R^{2} = 2$

+ Ta có tỉ số $\frac{U_{L}}{U_{C}} = \frac{\frac{Z_{L 3}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L 3} - Z_{C})}^{2}}}}{\frac{Z_{C}}{\sqrt{R^{2} + {(Z_{L 1} - Z_{C})}^{2}}}} = \frac{\frac{2}{\sqrt{2 + {(2 - 2)}^{2}}}}{\frac{2}{\sqrt{2 + {(1 - 2)}^{2}}}} = \sqrt{\frac{3}{2}}$