Tổng hợp lý thuyết chuyên đề Giao thoa sóng và bài tập rèn luyện

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp S1 và S2 cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là \(u_1=5\cos(40\pi t)mm\)và \(u_2=5\cos(40 \pi t +\pi)mm.\)Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80 cm/s. Xét các điểm trên \(S_1S_2\). Gọi I là trung điểm của \(S_1S_2\) ; M nằm cách I một đoạn 3cm sẽ dao động với biên độ:
    • 0 mm.
    • 5 mm.
    • 10 mm.
    • 2,5 mm.
    Hướng dẫn giải:

    \(\lambda = v/f = 80/20 = 4cm.\)
    \(\triangle \varphi = \pi-0=\pi.\)
    Nhận xét: \(BM-AM=(BI+IM)-(AI-IM)=2MI\)
    \( A_M = |2a\cos\pi(\frac{d_2-d_1}{\lambda}-\frac{\triangle\varphi}{2\pi})| = |2a\cos\pi(\frac{BM-AM}{\lambda}-\frac{\triangle\varphi}{2\pi})|\\=|2a\cos\pi(\frac{2MI}{\lambda}-\frac{\triangle\varphi}{2\pi})| = |2a\cos\pi(\frac{6}{4}-\frac{\pi}{2\pi})| = |-2a|=2a=10 mm.\)
     
  2. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tại hai điểm S1, S2 cách nhau 3 cm trên mặt nước đặt hai nguồn kết hợp phát sóng ngang với cùng phương trình \(u=2\cos(100 \pi t)mm,\) t tính bằng giây. Tốc độ truyền sóng trong nước là 20 cm/s. Coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Phương trình sóng tại điểm M nằm trên mặt nước với S1M = 5,3cm và S2M = 4,8cm là
    • \(u=4\cos(100\pi-0,5\pi)mm.\)
    • \(u=2\cos(100\pi+0,5\pi)mm.\)
    • \(u=2\sqrt{2}\cos(100\pi-24,25\pi)mm.\)
    • \(u=2\sqrt{2}\cos(100\pi-25,25\pi)mm.\)
    Hướng dẫn giải:


    \(\lambda = v/f=20/50=0.4cm.\)
    \( A_M = |2a\cos\pi(\frac{d_2-d_1}{\lambda}-\frac{\triangle\varphi}{2\pi})| = |2a\cos\pi(\frac{4,8-5,3}{0,4}-\frac{0}{2\pi})|=|2a\cos\frac{-5\pi}{4}|=\sqrt{2}a = 2\sqrt{2}\)
    \( u_M = A_M\cos(2\pi ft - \pi\frac{d_2+d_1}{\lambda}+\frac{\varphi_1+\varphi_2}{2})=2\sqrt{2}\cos(40 \pi t - \pi\frac{5,3+4,8}{0,4}+\frac{0}{2}) = 2\sqrt{2}\cos(40 \pi t - \pi\frac{5,3+4,8}{0,4})\\ = 2\sqrt{2}\cos(40 \pi t - 25,25\pi)mm.\)
     
  3. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Hai mũi nhọn S1. S2 cách nhau 8 cm, gắn ở đầu một cầu rung có tần số f = 100 Hz được đặt sao cho chạm nhẹ vào mặt một chất lỏng. Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,8 m/s. Gõ nhẹ cho cần rung thì 2 điểm S1S2 dao động theo phương thẳng đứng với phương trình dạng \(u=a\cos(2 \pi f t) \). Phương trình dao động của điểm M trên mặt chất lỏng cách đều S1S2 một khoảng d = 8cm.
    • uM = acos (200πt - 20π).
    • uM = 2acos(200πt).
    • uM = 2acos (200πt – π/2).
    • uM = acos(200πt + 20π).
    Hướng dẫn giải:

    \(\lambda = v/f = 0.8/100 = 0.008m = 0.8cm.\)
    \( A_M = |2a\cos\pi(\frac{d_2-d_1}{\lambda}-\frac{\triangle\varphi}{2\pi})| = |2a\cos\pi(\frac{0}{\lambda}-\frac{0}{2\pi})| = |2a| = 2a.\)
    \(u_M = A_M\cos(2\pi ft - \pi\frac{d_2+d_1}{\lambda}+\frac{\varphi_1+\varphi_2}{2})\\= A_M\cos(200\pi t - \pi\frac{8+8}{0.8}+\frac{0}{2})= 2a\cos(200\pi t - \pi\frac{8+8}{0.8})= 2a\cos(200\pi t-20\pi)=2a\cos(200\pi t)\)
     
  4. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong một thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, hai nguồn kết hợp A, B dao động cùng pha với tần số 30Hz. Tại một điểm M cách các nguồn A, B lần lượt những khoảng d1 = 21cm, d2 = 25cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có ba dãy không dao động. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là
    • 30cm/s
    • 40cm/s
    • 60cm/s
    • 80cm/s
    Hướng dẫn giải:

    Tại M là đường cực đại ứng với k = 3.
    upload_2019-2-14_16-47-17.png
    (hình vẽ)
    Vị trí của M thỏa mãn \(d_2-d_1=k\lambda \Rightarrow \lambda = \frac{d_2-d_1}{k}= \frac{25-21}{3}=4/3cm\)
    \(\Rightarrow v = \lambda .f = \frac{4}{3}.30 = 40cm/s.\)
     
  5. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tại hai điểm A và B trên mặt nước dao động cùng tần số 16 Hz, cùng pha, cùng biên độ. Điểm M trên mặt nước dao động với biên độ cực đại với MA = 30cm, MB = 25,5cm, giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác thì vận tốc truyền sóng trên mặt nước là
    • v = 36cm/s.
    • v =24cm/s.
    • v = 20,6cm/s.
    • v = 12cm/s.
    Hướng dẫn giải:

    Giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác tức là M ứng với dãy cực đại k = 3
    upload_2019-2-14_16-47-42.png
    \(d_2-d_1=(k+\frac{\triangle\varphi}{2\pi})\lambda = 3\lambda \Rightarrow \lambda = \frac{30-25,5}{3}=1,5cm \Rightarrow v =\lambda.f = 1,5.16=24cm/s.\)
    \(\)
     
  6. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Trong thí nghiệm về giao thoa sóng trên mặt nước, 2 nguồn kết hợp cùng pha A và B dao động với tần số 80 Hz. Tại điểm M trên mặt nước cách A 19 cm và cách B 21 cm, sóng có biên độ cực đại. Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy các cực đại khác. Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là
    • \(\frac{160}{3}\) cm/s
    • 20 cm/s
    • 32 cm/s
    • 40 cm/s
    Hướng dẫn giải:

    A,B là 2 nguồn cùng pha nên đường trung trực của AB dao động cực đại.
    Giữa M và đường trung trực của AB có 3 dãy dực đại khác => M nằm trên dãy cực đại k = 4
    \(d_2-d_1=(k+\frac{\triangle\varphi}{2\pi})\lambda = (4+0)\lambda \Rightarrow \lambda = \frac{d_2-d_1}{4}=\frac{21-19}{4}=0.5cm \Rightarrow v = f.\lambda = 80.0,5=40cm/s.\)
     
  7. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Tại hai điểm A và B trên mặt nước dao động cùng tần số 16 Hz, ngược pha, cùng biên độ. Điểm M trên mặt nước dao động với biên độ cực tiểu với MA = 20cm, MB = 15,5cm, giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác thì vận tốc truyền sóng trên mặt nước là
    • v = 36cm/s.
    • v =24cm/s.
    • v = 20,6cm/s.
    • v = 12 cm/s.
    Hướng dẫn giải:

    A và B là hai nguồn dao động ngược pha nên đường trung trực của AB dao động cực tiểu.
    M dao động cực tiểu, giữa M và trung trực của AB có hai dãy cực đại khác => M nằm ở dãy cực tiểu k = 2
    \(d_2-d_1=(2k+1+\frac{\triangle\varphi}{\pi})\frac{\lambda}{2}=(2.2+1+\frac{\pi}{\pi})\frac{\lambda}{2}=3\lambda => \lambda = \frac{d_2-d_1}{3}= 1,5=> v=\lambda.f=24cm/s\)
     
  8. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
    Ở mặt nước có hai nguồn sóng dao động theo phương vuông góc với mặt nước, có cùng phương trình \(=A\cos\left(\omega t\right)\). Trong miền gặp nhau của hai sóng, những điểm mà ở đó các phần tử nước dao động với biên độ cực đại sẽ có hiệu đường đi của sóng từ hai nguồn đến đó bằng
    • một số lẻ lần nửa bước sóng.
    • một số nguyên lần bước sóng.
    • một số nguyên lần nửa bước sóng.
    • một số lẻ lần bước sóng
     
  9. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪
  10. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪