Một nguồn phát sóng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số f = 4 Hz tạo ra sóng tròn đồng tâm tại O truyền trên mặt chất lỏng có tốc độ 0,2 m/s. Hai điểm M và N thuộc mặt chất lỏng mà phần tử tại N dao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại O còn phần tử M dao động ngược pha với phần tử dao động tại O. Không kể phần tử chất lỏng tại O, số phần tử chất lỏng dao động cùng pha với phần tử chất lỏng tại O trên đoạn MO là 8, trên đoạn NO là 5 và trên MN là 4. Khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm M và N có giá trị gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 32 cm
B. 34 cm
C. 15 cm
D. 17 cm
Đáp án B
2 điểm dao động cùng pha gần nhau nhất theo phương truyền sóng cách nhau 1 bước sóng. 2 điểm dao động ngược pha gần nhau nhất theo phương truyền sóng cách nhau 1 nửa bước sóng.
Nhìn trên hình vẽ, N thuộc đường tròn số 5 (vòng tròn đồng pha thứ 5). Dễ thấy N phải thuộc cung tròn NxN’ để trên MN có 4 điểm cùng pha, vì nếu N thuộc cung ngược lại, số điểm cùng pha trên MN sẽ > 4 (với MN và MN’ trên hình là 2 tiếp tuyến kẻ từ M đến đường tròn 5). Suy ra tam giác MON vuông tại N.
MN dài nhất khi N ở vị trí như hình vẽ. Áp dụng pytago dễ dàng tính được MN = 34,37 cm.