Một sóng hình sin đang truyền trên một sợi dây theo chiều dương của trục Ox. Hình vẽ mô tả hình dạng của sợi dây tại thời điểm \({t_1}\) và \({t_2} = {\rm{ }}{t_1} + {\rm{ }}1s\). Tại thời điểm \({t_2}\), vận tốc của điểm M trên dây gần giá trị nào nhất sau đây?
Phương pháp giải
+ Sử dụng phương pháp đọc đồ thị dao động sóng
+ Sử dụng các công thức: \(T = \dfrac{\lambda }{v};\Delta \varphi = \omega \Delta t\)
+ Sử dụng vòng tròn lượng giác
Lời giải của Tự Học 365
Ta có: \(\dfrac{\lambda }{4} = 1 \to \lambda = 4m\)
Trong 1s sóng truyền đi được \(S = \dfrac{3}{2} - 1 = 0,5m \to v = \dfrac{S}{t} = \dfrac{{0,5}}{1} = 0,5m/s\)
Chu kì của sóng: \(T = \dfrac{\lambda }{v} = \dfrac{4}{{0,5}} = 8{\rm{s}} \to \omega = \dfrac{{2\pi }}{T} = \dfrac{\pi }{4}ra{\rm{d}}/s\)
Độ lệch pha dao động theo tọa độ x của M và điểm O : \(\Delta \varphi = \dfrac{{2\pi x}}{\lambda } = \dfrac{{2\pi \dfrac{{11}}{3}}}{4} = \dfrac{{11\pi }}{6}\)
Tại \({t_1}\) M chuyển động theo chiều âm do nằm trước đỉnh sóng
Hai thời điểm \({t_1}\) và \({t_2}\) lệch nhau tương ứng một góc \(\omega t = \dfrac{\pi }{4}\) (chú ý rằng M đang chuyển động ngược chiều dương => ta tính lệch về phía trái)
\({v_{max}} = \omega A = \dfrac{\pi }{4}.8 = 2\pi cm/s\)
Tốc độ của M khi đó: \(v = - {v_{{\rm{max}}}}{\rm{cos}}\left( {{{30}^0}} \right) \approx - 2\pi .cos\left( {{{30}^0}} \right) = - 2,72cm/s\)
Đáp án cần chọn là: b
Vật lý Lớp 12