3. Sóng cơ học (Tần số, Chu kỳ, Bước sóng, Tốc độ sóng) – Các vấn đề và lời giải
1. Có hai nút chai nằm trên đỉnh sóng . Cả hai đều chuyển động lên xuống trên mặt biển 20 lần trong 4 giây. Nếu khoảng cách giữa hai nút chai là 100 cm và giữa chúng có hai đáy sóng và một đỉnh sóng, hãy xác định tần số sóng và vận tốc sóng.
Đã biết:
Cả hai nút chai đều nằm ở đỉnh sóng và giữa hai nút chai có 2 đáy và 1 đỉnh sóng (xem hình). Như vậy, có hai bước sóng giữa hai nút chai.
Bước sóng (λ) = 100 cm / 2 = 50 cm.
Tần số (f) = 20/4 = 5 Hertz
Cần tìm: Tần số sóng và tốc độ sóng
Giải pháp:
Tần số của sóng (f) = 5 Hertz
Tốc độ sóng (v) = f λ = (5)(50 cm) = 250 cm/s
2. Một lò xo (slinky) được rung để tạo ra sóng dọc, trong đó khoảng cách giữa hai điểm nén gần nhất bằng 40 cm. Nếu tốc độ sóng là 20 ms⁻¹ , hãy xác định bước sóng và tần số sóng.
Đã biết:
Khoảng cách giữa hai điểm nén gần nhất = khoảng cách giữa hai điểm giãn nở gần nhất = khoảng cách giữa hai điểm cực tiểu gần nhất = 1 bước sóng
Bước sóng (λ) = 40 cm = 0.4 m
Bước sóng (v) = 20 m/s
Cần tìm: Bước sóng (λ) và tần số (f) của sóng
Giải pháp:
Bước sóng (λ) = 0.4 m
Tần số (f) = v / λ = 20 / 0.4 = 50 Hertz
3. Trên mặt biển, có hai nút chai cách nhau 60 cm. Cả hai nút chai đều nhấp nhô lên xuống 20 lần trong 10 giây. Khi một nút chai ở đỉnh sóng, nút chai kia ở đáy sóng. Giữa hai nút chai có một đỉnh sóng. Hãy xác định chu kỳ sóng và vận tốc sóng.
Đã biết:
Bước sóng (λ) = 60 cm / 1.5 = 40 cm
Tần số (f) = 20/10 = 2 Hertz
Cần tìm: Chu kỳ và tốc độ sóng.
Giải pháp:
Chu kỳ (T) = 1/f = 1/2 = 0.5 giây
Tốc độ sóng (v) = f λ = (2)(40) = 80 cm/s
