Công Thức Sóng Cơ – Bí Quyết Giỏi Vật Lý

Chắc hẳn các em đã từng gặp phải vấn đề nhầm lẫn giữa các công thức sóng cơ và không biết cách phân biệt chúng với các công thức khác. Đừng lo lắng, bài viết này sẽ giúp các em hiểu rõ hơn về những công thức sóng cơ cơ bản và áp dụng chúng một cách chính xác. Hãy cùng tìm hiểu nhé!

1. Vận Tốc Truyền Sóng Cơ

Đầu tiên, chúng ta cần nhớ rằng vận tốc truyền sóng có mối liên hệ với bước sóng. Công thức dùng để tính vận tốc truyền sóng là:

Bạn đang xem: Công Thức Sóng Cơ – Bí Quyết Giỏi Vật Lý

v = λ / T

Trong đó:

• v là vận tốc truyền sóng (m/s)
• λ là bước sóng (m)
• T là chu kỳ sóng (s)

Ví dụ 1: Một nguồn sóng có chu kỳ T = 1s và bước sóng λ = 3cm. Hỏi vận tốc truyền sóng là bao nhiêu?

Áp dụng công thức: v = λ / T = 3 / 1 = 3 (cm/s)

Kết luận: Vận tốc truyền sóng là v = 3cm/s.

Ví dụ 2: Sóng cơ đang dao động với phương trình uO = 4cos(2πt + π/6) cm. Biết rằng vận tốc truyền sóng là v = 2 cm/s. Hỏi bước sóng do nguồn này tạo ra dài bao nhiêu?

Theo đề bài:

• Vận tốc truyền sóng v = 2 cm/s
• Phương trình dao động tại nguồn uO = 4cos(2πt + π/6) cm

Áp dụng công thức: v = λ / T => λ = vT = 2 * 1 = 2 (cm)

Kết luận: Bước sóng cần tìm là λ = 2 cm.

2. Phương Trình Sóng Cơ

Phương trình sóng cơ tại một điểm M cách nguồn O một khoảng x có dạng:

uM = A * cos(ωt + φ)

Với:

• uM là biên độ sóng tại điểm M (cm)
• A là biên độ sóng tại nguồn O (cm)
• ω là pulsit sóng (rad/s)
• t là thời gian (s)
• φ là pha ban đầu (rad)

Ví dụ: Một nguồn O phát ra sóng cơ điều hòa. Hỏi điểm M cách O một khoảng x = 10cm thì dao động với phương trình như thế nào. Biết rằng:
a) tốc độ truyền sóng là 4cm/s và phương trình sóng tại O là uO = 2cos(2πt)
b) bước sóng là 10cm và phương trình sóng tại O là uO = 2cos(2πt + π/4)
c) tốc độ truyền sóng là 8cm/s và phương trình sóng tại O là uO = 2cos(2πt - π/3)

Hướng dẫn giải:
a) Theo đề:

• Tốc độ truyền sóng v = 4cm/s
• Dao động tại nguồn: uO = 2cos(2πt)

Từ phương trình tổng quát ta có:

uM = 2cos(2π(t - x/v)) = 2cos(2πt - 5π)

Kết luận: Từ kết quả ta thấy sóng tại M dao động ngược pha với O và có phương trình uM = 2cos(2πt + π).

b) Theo đề bài:

• Bước sóng λ = 10cm
• Dao động tại nguồn O là uO = 2cos(2πt + π/4)

Từ phương trình tổng quát ta có:

uM = 2cos(2π(t - x/λ)) = 2cos(2πt)

Kết luận: Ta thấy điểm M dao động vuông pha với nguồn O, có phương trình uM = 2cos(2πt) cm.

c) Theo đề bài:

• Tốc độ truyền sóng là v = 8cm/s
• Phương trình sóng tại O là uO = 2cos(2πt - π/3) cm

Từ phương trình tổng quát ta có:

uM = 2cos(2π(t - x/v)) = 2cos(2πt - 2.5π) = 2cos(2πt - π/2)

Kết luận: Sóng tại M do O truyền đến có phương trình dạng uM = 2cos(2πt - π/2).

3. Độ Lệch Pha Sóng Cơ

Độ lệch pha của hai điểm trên vùng sóng điều hoà lan truyền có thể tính theo công thức sau:

Δφ = φ2 - φ1

Trong đó:

• φ1 là pha ban đầu tại điểm 1 (rad)
• φ2 là pha ban đầu tại điểm 2 (rad)

Ví dụ: Một nguồn sóng đang dao động với phương trình uO = 3cos(πt). Tại 2 điểm M và N nơi sóng truyền đến có phương trình lần lượt là uN = 3cos(πt - π/6) và uM = 3cos(πt + 3π/4). Hỏi hai sóng tại M và N lệch pha nhau bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:
Theo đề:

• Dao động tại N: uN = 3cos(πt - π/6) => φN = - π/6 (rad)
• Dao động tại M: uM = 3cos(πt + 3π/4) => φM = 3π/4 (rad)

Độ lệch pha là: Δφ = φM - φN = 3π/4 - (- π/6) = 11π/12 (rad)

Kết luận: Sóng tại M nhanh pha hơn sóng tại N là 11π/12 (rad).

Với những công thức sóng cơ cơ bản và ví dụ minh hoạ đã được trình bày, hy vọng rằng các em đã hiểu rõ hơn về chúng và có thể áp dụng một cách thành thạo. Đừng quên quay lại để tìm hiểu những chủ đề hấp dẫn khác trên Izumi.Edu.VN. Chúc các em học tốt!

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Công thức