Câu hỏi 25

Đáp án đúng: 
Đáp án B
Câu hỏi: 

Tại thời điểm đầu tiên t = 0 đầu O của  sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với tần số 2 Hz với biên độ \(A = 6\sqrt 5 cm\). Gọi P, Q là hai điểm cùng nằm trên một phương truyền sóng cách O lần lượt là 6 cm và 9 cm. Biết vận tốc truyền sóng trên dây là 24 cm/s và coi biên độ sóng không đối khi truyền đi. Tại thời điểm O, P, Q thẳng hàng lần thứ 2 thì vận tốc dao động của điểm P và điểm Q lần lượt là vP và vQ. Chọn phương án đúng

Phương pháp giải : 

Bước sóng:  \(\lambda = \frac{v}{f}\)

Công thức tính độ lệch pha: \(\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda }\)

Phương trình sóng: \(u = A.cos\left( {\omega t + \varphi } \right)\)

Phương trình vận tốc của phần tử sóng: v= u'

Lời giải chi tiết : 

Bước sóng: \(\lambda = \frac{v}{f} = \frac{{24}}{2} = 12cm\) 

Sử dụng công thức tính độ lệch pha: 

\(\Delta \varphi = \frac{{2\pi d}}{\lambda }\), ta có:

+ P cách O nửa bước sóng do vậy P luôn ngược pha với O

+ Q cách O một khoảng 0,75λ nên Q luôn vuông pha với O.

+ Q cách P một phần tư bước sóng, do đó Q cũng vuông pha với P.

Ta có hình vẽ:

Từ hình vẽ, ta thấy rằng khi O,P,Q thẳng hàng thì:

\(\frac{{{u_Q}}}{{{u_P}}} = \frac{6}{3} = 2 \Rightarrow {u_Q} = 2{u_P}\)

Mặt khác P và Q luôn cùng pha nên ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
\left| {{v_P}} \right| = \omega A\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{u_P}}}{A}} \right)}^2}} = 48{\pi _{}}cm/s\\
\left| {{v_Q}} \right| = \omega A\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{u_Q}}}{A}} \right)}^2}} = 24{\pi _{}}cm/s
\end{array} \right.\)

Tốc độ của điểm P và Q tương ứng là

\(\left\{ \begin{array}{l}
\left| {{v_P}} \right| = \omega A\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{u_P}}}{A}} \right)}^2}} = 48{\pi _{}}cm/s\\
\left| {{v_Q}} \right| = \omega A\sqrt {1 - {{\left( {\frac{{{u_Q}}}{A}} \right)}^2}} = 24{\pi _{}}cm/s
\end{array} \right.\)

Lần thẳng hàng thứ 2 ứng với \({v_Q} = 24\pi cm/s\)

Chọn B.

Đáp án A: 

vQ = 24π cm/s. 

Đáp án B: 

vP = 48π cm/s.  

Đáp án C: 

vQ = −24π cm/s.      

Đáp án D: 

vP = −24π cm/s.


Bình luận