Vật lý 12 Bài 9: Sóng dừng

Lý thuyếtTrắc nghiệmBT SGK FAQ

Nối tiếp những bài đã học trước, bài học này sẽ giúp các em nắm được những kiến thức quan trọng của Sóng dừng - 1 trong những nội dung quan trọng của chương Sóng cơ. Vận dụng được những công thức của bài để làm tốt bài tập sóng dừng.

Hãy đăng ký kênh Youtube HOC247 TV để theo dõi Video mới

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Sự phản xạ của sóng

2.1.1. Phản xạ của sóng trên vật cản cố định

Sự phản xạ của sóng trên vật cản cố định

  • Khi phản xạ trên vật cản cố định, sóng phản xạ luôn luôn ngược pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

2.1.2. Phản xạ của sóng trên vật cản tự do.

Sự phản xạ của sóng trên vật cản tự do

  • Khi phản xạ trên vật cản tự do, sóng phản xạ luôn luôn cùng pha với sóng tới ở điểm phản xạ.

2.2. Sóng dừng

2.2.1. Định nghĩa sóng dừng

  • Sóng truyền trên sợi dây trong trường hợp xuất hiện các nút và các bụng gọi là sóng dừng.

  • Chú ý : Các vị trí bụng là cực đại của biên độ, các vị trí nút là cực tiểu của biên độ.

2.2.2. Sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định.


 

  • Đối với sợi dây có hai đầu cố định: 

    • Số bó sóng: k

    • Số nút sóng: k + 1

    • Số bụng sóng: k

\(\Rightarrow \lambda = \frac{2\ell }{k} \Rightarrow \lambda _{max } = 2 \ell \ (Khi \ k = 1)\)

  • Điều kiện để có sóng dừng trên sợi dây có hai đầu cố định :

\(l = k\frac{\lambda }{2}\)

  • Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có hai đầu cố định là chiều dài của sợi dây phải bằng một số nguyên lần nữa bước sóng.

2.2.3. Sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do.

  • Đối với sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do

    • Số bó sóng: k

    • Số nút sóng: k + 1

    • Số bụng sóng: k + 1

⇒ \(\lambda = \frac{4\ell}{2k + 1} \Rightarrow \lambda _{max} = 4 \ell \ (Khi \ k = 0)\) 

  • Điều kiện có sóng dừng: 

​\(l=(2k+1)\frac{\lambda }{2}\)

  • Điều kiện để có sóng dừng trên một sợi dây có một đầu cố định, một đầu tự do là chiều dài của sợi dây phải bằng một số lẻ lần \(\frac{\lambda }{4}\)

Bài tập minh họa

Bài 1 

Một sợi dây AB có chiều dài 13cm, đầu A gắn vào một nhánh âm thoa còn đầu B dao động tự do. Cho âm thoa dao động theo phương ngang với tần số \(f\) = 20Hz, ta thấy trên dây có sóng dừng với 7 nút sóng (kể cả A). Tốc độ truyền sóng trên dây bằng bao nhiêu? 
Hướng dẫn giải:

  • Vì sóng dừng xảy ra với một đầu là nút và một đầu tự do nên 

\(l=(2k+1)\frac{\lambda }{4} \Leftrightarrow 13=(2.(7-1)+1)\frac{\lambda }{4} \rightarrow \lambda =4(cm) \rightarrow v=\lambda .f=80 (\frac{cm}{s})\)

Bài 2: 

Trên sợi dây dài 2 m đang có sóng dừng với tần số 100 Hz. Người ta thấy ngoài 2 đầu dây cố định còn có 3 điểm khác luôn đứng yên. Tìm tốc độ truyền sóng?

Hướng dẫn giải:

  • Ta có: \(\ell = 2 \ m; \ f = 100\ Hz\)

  • Trên dây có 5 nút cùng với gỉa thiết hai đầu cố định: ⇒ k = 4

\(\ell = k\frac{\lambda }{2} \Rightarrow \lambda = \frac{2 \ell}{k} = \frac{2.2}{4} = 1\ (m)\)

\(\rightarrow v = \lambda .f = 100\ m/s\)

Bài 3:

Sợi dây AB dài 1 m, đầu A cố định, đầu B dao động với tần số thay đổi được và được xem là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng, nếu tăng tần số thêm 30 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 5 nút. Tìm tốc độ truyền sóng?

Hướng dẫn giải:

  • Ta có: \(\ell = 1\ m\)

  • Ban đầu: \(\ell = k\frac{\lambda }{2} = k = \frac{v}{2f}\)

\(\Rightarrow f = k\frac{v}{2 \ell } \ (1)\)

  • Nếu f + 30 và trên dây tăng 5 nút (⇒ tăng 5 bó sóng)

\(\Rightarrow f + 30 =(k + 5) \frac{v}{2 \ell }\)
\(\Leftrightarrow 30 = 5 \frac{v}{2 \ell }\)

  • Từ (1): \(f = k\frac{v}{2 \ell}\)

\(\Rightarrow 30 = 5\frac{v}{2 \ell} \Rightarrow v = \frac{60.1}{12}\ m/s\)= 5m/s

4. Luyện tập Bài 9 Vật lý 12 

Qua bài giảng Sóng dừng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như : 

  • Trình bày được bản chất của sự phản xạ sóng.

  • Nắm được định nghĩa sóng dừng.

  • Vận dụng công thức để hoàn thành bài tập

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 9 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

    • A. Khoảng cách giữa điểm nút và điểm bụng liền kề là một nửa bước sóng
    • B. Khoảng cách giữa 2 điểm bụng liền kề là một bước sóng
    • C. Hai điểm đối xứng với nhau qua một điểm nút sẽ có cùng biên độ dao động
    • D. Tất cả các phần tử trên dây đều đứng yên

Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 9 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

- Bài tập 1 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 2 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 3 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 4 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 5 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 6 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 7 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 8 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 9 trang 49 SGK Vật lý 12

- Bài tập 10 trang 49 SGK Vật lý 12

5. Hỏi đáp Bài 9 Chương 2 Vật lý 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

  • Sóng biển ở ngoài khơi có thể thấp, nhưng khi đến gần bờ thường luôn cao hơn và thường vỡ tung ra. Tại sao?

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • BT nâng cao giúp em với mọi người ơiiii

    Trên một sợi dây OB căng ngang, hai đầu cố định đang có sóng dừng với tần số f xác định. Gọi M, N và P là ba điểm trên dây có vị trí cân bằng cách B lần lượt 4 cm, 6 cm và 38 cm. Hình vẽ mô tả dạng sợi dây ở thời điểm t1 (đường 1) và thời điểm t2 = t1 + \(\frac{11}{12f}\)(đường 2). Tại thời điểm t1, li độ của phần tử dây ở N bằng biên độ của phần tử dây ở M và tốc độ của phần tử dây ở M là 60 cm/s . Tại thời điểm t2, vận tốc của phần tử dây ở P là

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Giúp vớiiii

    Trên sợi dây OA, đầu A cố định và đầu O dao động điều hòa với biên độ nhỏ (xem như nút sóng) với tần số 20Hz thì trên dây có 5 nút. Muốn trên dây rung thành 2 bụng thì ở O phải dao động với tần số

    Theo dõi (0) 1 Trả lời

-- Mod Vật Lý 12 HỌC247

Được đề xuất cho bạn