Sóng cơ là gì, phân loại, công thức tính bước sóng và bài tập

Sóng cơ là gì? Phân loại và công thức tính bước sóng như thế nào? Hãy cùng studytienganh tìm hiểu tất tần tật kiến thức về sóng cơ ngay trong bài viết dưới đây nhé!

 

1. Sóng cơ là gì

Sóng cơ học là những dao động vật chất có nhiệm vụ truyền năng lượng qua môi trường.

 

Minh hoạ chuyển động của sóng cơ

 

 

Khoảng cách truyền sóng của sóng bị giới hạn bởi môi trường truyền sóng. Trong trường hợp này, vật liệu dao động chuyển động quanh một điểm cố định, và có rất ít chuyển động tịnh tiến. 

 

2. Sóng cơ có mấy loại

 

1 ví dụ thực tế về sóng cơ

 

Có hai loại sóng cơ

Sóng dọc - Trong loại sóng này, chuyển động của các hạt song song với chuyển động của năng lượng, tức là sự dịch chuyển của môi trường có cùng phương với sóng chuyển động. Ví dụ - Sóng âm, Sóng áp suất.

 

Sóng ngang -  Khi chuyển động của các hạt vuông góc hoặc vuông góc với chuyển động của năng lượng, thì loại sóng này được gọi là sóng ngang. Ánh sáng là một ví dụ về sóng ngang.

 

Sóng nước là một ví dụ về sự kết hợp của cả chuyển động dọc và chuyển động ngang. Sóng bề mặt - Trong loại này, các hạt chuyển động theo chuyển động tròn. Các sóng này thường xảy ra tại các giao diện. Sóng trong đại dương và gợn sóng trong cốc nước là những ví dụ về sóng như vậy.

 

Sự khác biệt giữa sóng cơ học và sóng không cơ học

 

Sóng cơ học	Sóng không cơ học
Sóng cơ là sóng cần có môi trường để truyền.	Sóng không cơ học là sóng không cần môi trường để lan truyền.
Sóng âm, sóng nước và sóng địa chấn là một số ví dụ về sóng cơ học.	Sóng điện từ là sóng phi cơ học duy nhất.
Sóng cơ học không thể truyền qua chân không	Sóng không cơ học có thể truyền qua chân không

 

3. Công thức tính bước sóng

 

Biểu diễn sóng cơ đơn giản

 

Công thức của sóng cơ là gì?

Sóng cơ có công thức của vận tốc sóng có dạng chung: v = Độ cứng / Quán tính.

 

Ví dụ, trong một sợi dây bị căng, tốc độ sóng được cho bởi v = T / µ, trong đó T là lực căng của sợi dây và μ là khối lượng trên một đơn vị chiều dài của sợi dây.

 

Làm thế nào để tính được bước sóng và tần số của một sóng cơ ?

Tại một thời điểm nhất định, khoảng cách giữa các điểm liên tiếp dài bằng độ dài biên độ A, gọi là bước sóng: λ = 2π / k. 

 

Tần số của dao động là f = ω / 2π. 

 

Tốc độ của sóng là v = fλ = ω / k.

 

Công thức tính toán phương trình sóng?

Để tìm biên độ, bước sóng, chu kỳ và tần số của sóng hình sin, hãy viết hàm sóng dưới dạng y (x, t) = Asin (kx − ωt + ϕ).

 

Biên độ có thể được đọc thẳng từ phương trình và bằng A.

 

Chu kỳ của sóng có thể được tính từ tần số góc (T = 2πω).

 

4. Bài tập ví dụ có đáp án

 

Ví dụ 1: Dao động âm có tần số f=500Hz, biên độ A=0,25mm, được truyền trong không khí với bước sóng λ = 70cm. Tìm:

a. Vận tốc truyền sóng âm.

b. Vận tốc dao động cực đại của các phân tử không khí.

 

Hướng dẫn:

• f = 500 Hz, A = 0,25mm = 0,25.10-3, λ = 70cm = 0,7 m, v = ?, vmax = ?
• a) λ = v/f ⇒ v = λ.f = 0,7.500 = 350 m/s
• b) vmax = ωA = 2πf.A = 0,785 m/s

 

Ví dụ 2: Một sóng cơ truyền trên một sợi dây đàn hồi rất dài. Phương trình sóng tại một điểm trên dây: u = 4cos(20πt - πx/3)(mm).Với x: đo bằng met, t: đo bằng giây. Tốc độ truyền sóng trên sợi dây có giá trị bằng bao nhiêu?

 

Hướng dẫn:

 

Ví dụ 3: Một nguồn dao động điều hoà với chu kỳ 0,04s. Vận tốc truyền sóng bằng 200cm/s. Hai điểm nằm trên cùng một phương truyền sóng và cách nhau 6 cm, thì có độ lệch pha:

 

Hướng dẫn:

 

Sóng cơ là một chương quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 12 và có rất nhiều công thức rắc rối khó nhớ. Các em cần nắm thật chắc kiến thức và ghi nhớ các công thức liên quan để có thể giải quyết được phần kiến thức này. Chúc các em học tập thật tốt và hãy theo dõi studytienganh thường xuyên để biết thêm nhiều mẹo học bổ ích nhé!