Vật lí 12 [Sóng dừng] Số Bó - Bụng - Nút

[Bút Bi Xanh]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

CHỦ ĐỀ: SÓNG DỪNG CƠ BẢN - TÍNH SỐ BÓ, BỤNG VÀ NÚT SÓNG​

I. Lời nói đầu
Trong chương Sóng cơ học Vật Lý 12, nội dung sóng dừng được đánh giá là dễ học nhưng lại khó nhớ.
Những dạng bài tập sóng dừng mức độ cơ bản thì dễ, đa phần học sinh đều có thể làm được, ví dụ như là dạng bài tính số bụng, số bó hay số nút sóng trên dây. Còn những dạng sóng dừng nâng cao hơn như là đồ thị sóng dừng, độ lệch pha sóng dừng thì hằng năm trong các đề thi THPT QG hay các đề thi thử của các trường Chuyên trên toàn Quốc thuộc TOP 05 câu hỏi khó nhằm phân loại học sinh.
Để học tốt sóng dừng, các em học sinh cần phải biết tự vẽ hình giao thoa sóng dừng để giải bài tập cũng như là ứng dụng độ lệch pha vào vòng tròn lượng giác để giải quyết các bài tập mang tính tư duy cao.
Đây là TOPIC khởi động cho nội dung SÓNG DỪNG, trong topic này là các bài tập tính số bụng, bó, nút sóng và luyện tập khả năng vẽ hình sóng dừng.
II. Lý thuyết
1. Hình vẽ cơ bản sóng dừng
a) Hai đầu dây cố định

b) Một đầu cố định, một đầu thả tự do

2. Công thức sóng dừng cơ bản
- Bước sóng trên dây: [tex]\lambda[/tex]
- Khoảng cách giữa hai bụng sóng liên tiếp: [tex]\frac{\lambda}{2}[/tex]
- Khoảng cách giữa hai nút sóng liên tiếp: [tex]\frac{\lambda}{2}[/tex]
- Khoảng cách giữa nút sóng và bụng sóng liên tiếp: [tex]\frac{\lambda}{4}[/tex]
- Chiều dài một bó sóng nguyên: [tex]\frac{\lambda}{2}[/tex]
- Chiều dài nửa bóng sóng: [tex]\frac{\lambda}{4}[/tex]
a) Hai đầu dây cố định
- Gọi chiều dài dây là [tex]l_0[/tex]
- Gọi số bó nguyên trên sợi dây khi có sóng dừng: [tex]k[/tex]
Công thức cần nhớ: [tex]l_0=k\frac{\lambda}{2}[/tex]
b) Một đầu cố định, một đầu thả tự do
- Gọi chiều dài dây là [tex]l_0[/tex]
- Gọi số bó nguyên trên sợi dây khi có sóng dừng: [tex]k[/tex]
Công thức cần nhớ: [tex]l_0=k\frac{\lambda}{2}+\frac{\lambda}{4}[/tex]
3. Bài tập mẫu
Đề bài: Một sợi dây đàn hồi AB dài [tex]1,0(m)[/tex]. Đầu A cố định, tốc độ truyền sóng trên dây là [tex]50(cm/s)[/tex]
a) Biết rằng đầu B là một nút sóng. Nếu cho đầu B rung với tần số [tex]4,0(Hz)[/tex] thì trên dây có xuất hiện sóng dừng hay không? Tính số bó sóng, bụng sóng và nút sóng.
b) Biết rằng đầu B thả tự do. Nếu cho đầu B rung với tần số [tex]\frac{25}{8}(Hz)[/tex] thì trên dây có xuất hiện sóng dừng hay không? Tính số bó sóng, bụng sóng và nút sóng.

GIẢI:​

a) Hai đầu dây cố định. Bước sóng: [tex]\lambda=\frac{v}{f}=\frac{50}{4}=12,5(cm)[/tex]
Áp dụng: [tex]l_0=k\frac{\lambda}{2}=>k=16[/tex] (bó sóng nguyên)
Vậy trên dây có [tex]16[/tex] bó sóng nguyên, [tex]16[/tex] bụng sóng và [tex]17[/tex] nút sóng
b) Một đầu cố định, một đầu thả tự do. Bước sóng: [tex]\lambda=\frac{v}{f}=\frac{50}{25/8}=16(cm)[/tex]
Áp dụng: [tex]l_0=k\frac{\lambda}{2}+\frac{\lambda}{4}=>k=12[/tex] (bó sóng)
Vậy trên dây có [tex]12[/tex] bó sóng nguyên, [tex]13[/tex] bụng sóng và [tex]13[/tex] nút sóng
III. Bài tập áp dụng:
Bài 01: Một sợi dây đàn hồi dài 1,2 (m). Trên dây có sóng dừng với 21 nút sóng (kể cả hai đầu dây). Tốc độ truyền sóng 60 cm/s. Tần số dao động của đầu A là bao nhiêu?
A. [tex]10(Hz)[/tex]
B. [tex]25(Hz)[/tex]
C. [tex]5,0(Hz)[/tex]
D. [tex]2,0(Hz)[/tex]
Bài 02: Một sợi dây đàn hồi dài 70 (cm), một đầu thả tự do, một đầu cố định. Trên dây xuất hiện sóng dừng với tần số 80 (Hz). Tốc độ truyền sóng trên dây là 32 (m/s). Số bụng sóng trên dây là bao nhiêu?
A. [tex]03[/tex] bụng
B. [tex]04[/tex] bụng
C. [tex]05[/tex] bụng
D. [tex]06[/tex] bụng
Bài 03: Thực hiện sóng dừng trên dây dài 2,0 (m). Hai đầu dây là hai nút sóng. Kể cả hai đầu dây, trên dây có 03 nút sóng. Bước sóng trên dây có giá trị bao nhiêu?
A. [tex]2,0(m)[/tex]
B. [tex]1,0(m)[/tex]
C. [tex]1,5(m)[/tex]
D. [tex]0,5(m)[/tex]
Bài 04: Trên sợi dây dài 3,5 (m) đang hình thành sóng dừng, với hai đầu dây cố định. Bước sóng lớn nhất trên dây để hình thành sóng dừng là bao nhiêu?
A. [tex]3,5(m)[/tex]
B. [tex]1,75(m)[/tex]
C. [tex]7,0(m)[/tex]
D. [tex]5,25(m)[/tex]
Bài 05: Trong thí nghiệm sóng dừng, trên một sợi dây đàn hồi dài 1,20 (m) với hai đầu cố định, người ta quan sát thấy ngoài hai đầu dây cố định còn có hai điểm khác trên dây không dao động. Biết khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp sợi dây duỗi thẳng là 0.05(s). Vận tốc truyền sóng trên dây là bao nhiêu?
A. [tex]5,0(m/s)[/tex]
B. [tex]6,0(m/s)[/tex]
C. [tex]3,0(m/s)[/tex]
D. [tex]4,0(m/s)[/tex]
-----------------------------------------------------------------------HẾT------------------------------------------------------------
Chúc các em hoàn thành tốt !