Trên một sợi dây đàn hồi đang có sóng dừng ổn định với khoảng cách giữa hai vị trí cân bằng của một bụng sóng với một nút sóng cạnh nhau là 6cm. Tốc độ truyền sóng trên dây là 1,2 m/s và biên độ dao động của bụng sóng là 4 cm. Gọi N là vị trí của nút sóng, P và Q là hai phần tử trên dây và ở hai bên N có vị trí cân bằng cách N lần lượt là 15cm và 16cm. tại thời điểm t, phần tử P có li độ 2 và đang hướng về vi trí cân bằng. Sau thời điểm đó một khoảng thời gian Δt thì phần tử Q có li độ 3cm, giá trị của Δt là:
A. 0,05 s.
B. 0,01 s.
C. 0,15 s.
D. 0,02 s.
Đáp án A
+ Khoảng cách giữa hai vị trí cân bằng của một bụng sóng với một nút sóng cạnh nhau là 0,25λ = 6 cm → λ = 24 cm.
→ Chu kì của sóng T = λ/v = 0,24/1,2 = 0,2 s.
+ Dễ thấy rằng P cách nút gần nhất λ/8 → P dao động với biên độ
A P = 2 2 A b = 2 2 . 4 = 2 2 cm .
Điểm Q cách nút gần nhất một đoạn λ/8 → Q dao động với biên độ
A Q = 3 2 A b = 3 2 . 4 = 2 3 cm .
+ P và Q nằm trên các bó đối xứng nhau qua một nút nên dao động ngược pha nhau
→ khi P có li độ u p = A p 2 = 2 cm và hướng về vị trí cân bằng thì Q có li độ u Q = - A Q 2 = - 3 cm và cũng đang hướng về vị trí cân bằng.
→ Biểu diễn dao động của Q trên đường tròn. Từ hình vẽ, ta xác định được
∆ t = 0 , 25 T = 0 , 05 s .
