184 Views

[Vật lý 12] Sóng cơ là gì? Định nghĩa, phân loại và bài tập

Sóng cơ là phần kiến thức “ăn điểm” trong bài các bài kiểm tra môn Vật Lý 12. Vậy sóng cơ là gì? Sóng cơ có bao nhiêu loại? Hãy cùng thosuaxe.vn tìm hiểu ngay sau đây!

Định nghĩa sóng cơ

Sóng cơ là gì? Theo chương trình Vật Lý 12, sóng cơ là sự lan truyền dao động cơ học trong môi trường vật chất theo thời gian. Bên cạnh đó, mức độ lan truyền của sóng cơ tỉ lệ thuận với mức độ đàn hồi của môi trường.  

Dựa vào phương lan truyền của sóng và phương dao động của các phần tử mà người ta chia sóng cơ thành 2 loại, đó là: 

  • Sóng dọc: Đây là loại sóng có phương dao động của các phần tử trùng với phương truyền sóng, có khả năng lan truyền tốt trong môi trường vật rất rắn, lỏng, khí. 
song-co-doc
Ví dụ minh họa về sóng cơ dọc
  • Sóng ngang: Sóng có phương dao động của các phần tử trùng vuông góc với phương truyền sóng, chỉ có thể lan truyền tốt trong chất rắn và bề mặt chất lỏng.
 song-co-ngang
Ví dụ minh họa về sóng cơ ngang

Các đại lượng của sóng cơ

  • Vận tốc truyền sóng: Vận tốc lan truyền sóng trong môi trường, được tính bằng công thức  v = ΔS/Δt
  • Chu kì sóng: Chu kì dao động của một phần tử tại môi trường có sóng cơ đi qua, được tính bởi công thức T = t/(N-t) = 2π/ω = 1/f
  • Tần số sóng: Số lần đỉnh sóng đi qua một điểm trong một đơn vị thời gian, được tính bởi công thức f = 1/T = ω/2π 
  • Bước sóng: Khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng tại một thời điểm nhất định, được tính bởi công thức λ = v.T = v/f (m)
  • Biên độ sóng: Biên độ dao động của phần tử môi trường có sóng cơ đi qua, được tính bởi công thức ΔφM = 2πλ*(d1−d2) + Δφ
  • Năng lượng sóng: Năng lượng của phần tử môi trường có sóng cơ đi qua, được tính bởi công thức Ei = D* ω2*Ai2/2

Lưu ý, khi sóng được truyền từ môi trường này sang môi trường khác, thì bước sóng, vận tốc của sóng có thể thay đổi nhưng tần số và chu kì sóng thì không. Do đó, ta có bảng sau:

su-thay-doi-cua-song-co-qua-tung-moi-truong
Bảng mô tả sự thay đổi năng lượng và biên độ của sóng qua từng môi trường

Cách tính phương trình sóng cơ

Nếu sóng cơ dao động tại điểm O là u0 = Acos*(ωt + φ) thì phương trình sóng tại M là uM = uM = Acos*(ωt + φ (2πx)/λ).

Trong trường hợp sóng truyền theo chiều dương của trục Ox, phương trình có dạng: uM = Acos*(ωt + φ + 2π*x/λ).

phuong-trinh-song-co-la-gi
Ví dụ minh họa về sóng cơ dao động tại điểm O, theo chiều dương Ox

Lưu ý, đơn vị của x, λ và bắt buộc phải tương ứng với nhau. Trong trường hợp các đơn vị lệch nhau, bạn cần quy đổi chúng về một đơn vị chung. 

Độ lệch pha giữa 2 điểm cùng nằm trên một phương truyền sóng sẽ cách nhau một khoảng d = Δφ = (2πd)/λ. 

  • Nếu 2 dao động cùng pha với nhau thì d = Δφ = 2kπ.
  • Nếu 2 dao động ngược pha với nhau thì d = Δφ = (2k + 1) *π.

xem thêm: [Vật lý 12] Dao động điều hòa| Khái niệm, công thức và bài tập

Bài tập trắc nghiệm sóng cơ

Câu 1: Sóng cơ là gì?

  1. Là những dao động được lan truyền trong một môi trường
  2. Là dao động của mọi điểm trong mọi môi trường
  3. Là dạng chuyển động đặc biệt của mọi môi trường
  4. Là sự chuyển động của các phần tử trong mọi môi trường

Câu 2: Những tiêu chí nào dưới đây có thể dùng để phân biệt sóng ngang, sóng dọc?

  1. Bước sóng, tốc độ truyền sóng
  2. Tần số sóng, phương lan truyền sóng
  3. Phương lan truyền sóng, phương dao động
  4. Phương dao động, độ truyền sóng

Câu 3: Phát biểu nào dưới đây không đúng về đại lượng đặc trưng của sóng cơ?

  1. Chu kỳ của sóng cơ là chu kỳ dao động của các phần tử dao động
  2. Tần số của sóng cơ là tần số dao động của các phần tử dao động
  3. Tốc độ sóng cơ là tốc độ dao động của các phần tử dao động
  4. Bước sóng là quãng đường mà sóng cơ có thể di chuyển trong một chu kỳ

Câu 4: Nếu sóng cơ được truyền từ không khí vào nước thì đại lượng nào sau đây sẽ không thay đổi?

  1. Tốc độ truyền sóng
  2. Tần số dao động
  3. Bước sóng
  4. Năng lượng sóng

Câu 5: Người ta gây ra một dao động ở đầu O của một dây cao su theo phương vuông góc, biên độ a = 3cm, chu kỳ T = 1.8s. Được biết, sau 3s chuyển động sóng đã truyền được 15m dọc theo dây. Hỏi bước sóng tạo thành trong trường hợp trên là bao nhiêu?

  1. λ = 9 m
  2. λ = 6.4 m
  3. λ = 4.5 m
  4. λ = 3.2 m

Câu 6: Cho một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ v = 100cm/s, tần số f = 20Hz, biên độ sóng không đổi a = 4cm. Khi phần tử môi trường đi được quãng đường s1 = 72cm thì sóng đã truyền thêm được quãng đường bằng bao nhiêu?

  1. s2 = 20cm
  2. s2 = 12cm
  3. s2 = 25cm
  4. s2 = 22.5cm

Câu 7: Cho một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ v = 40cm/s, tần số f = 10Hz, biên độ sóng không đổi a = 2cm. Được biết, khi phần tử môi trường đi qua quãng đường S (cm) thì sóng đã truyền thêm được quãng đường 30cm. Hãy tính S trong trường hợp trên?

  1. S = 60cm
  2. S = 50cm
  3. S = 56cm
  4. S = 40cm

Câu 8: Tốc độ truyền sóng cơ học sẽ tăng dần và giảm dần theo thứ tự môi trường nào sau đây?

  1. Tăng dần từ rắn → lỏng → khí, giảm dần từ khí → lỏng → rắn
  2. Tăng dần từ rắn → khí → lỏng, giảm dần từ khí → lỏng → rắn
  3. Tăng dần từ lỏng → rắn → khí, giảm dần từ khí → lỏng → rắn
  4. Tăng dần từ khí → lỏng → rắn, giảm dần từ khí → lỏng → rắn

Câu 9: Người ta nhỏ những giọt nước đều đặn xuống duy nhất một điểm O trên mặt nước phẳng lặng, tốc độ nhỏ 80 giọt trong một phút. Khi ấy, trên mặt nước dần xuất hiện những gợn sóng hình tròn tâm O di chuyển ra xa cách đều nhau. Được biết khoảng cách giữa 4 gợn sóng liên tiếp sẽ là 13.5cm. Hỏi tốc độ truyền sóng là bao nhiêu?

  1. v = 6 cm/s
  2. v = 45 cm/s
  3. v = 350 cm/s
  4. v = 60 cm/s

Câu 10: Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào đúng về chu kỳ sóng và bước sóng của sóng cơ?

  1. Chu kỳ sóng là chu kỳ của các phần tử môi trường nơi có sóng truyền qua, bước sóng bước sóng chính là quãng đường mà sóng có thể truyền đi trong 1 chu kỳ
  2. Chu kỳ sóng là đại lượng nghịch đảo của tần số góc của sóng, bước sóng được hiểu là khoảng cách giữa hai điểm có li độ bằng không
  3. Chu kỳ sóng chính là tốc độ truyền năng lượng trong 1s, bước sóng là khoảng cách giữa hai bụng sóng
  4. Chu kỳ sóng được hiểu là thời gian mà sóng truyền đi được ½ bước sóng, bước sóng chính là quãng đường mà sóng có thể truyền đi trong 1 chu kỳ

Đáp án

Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 Câu 10
A C C B A D A A A A

Trên đây là toàn bộ thông tin về sóng cơ mà thosuaxe.vn muốn chia sẻ đến bạn. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu định nghĩa về sóng cơ là gì, cách tính phương trình của sóng cơ, các đại lượng đặc trưng và một số dạng bài tập cơ bản của sóng cơ.

Ngoài ra, nếu bạn yêu thích hoặc muốn tìm hiểu sâu hơn về chủ đề này, đừng quên tham khảo các bài viết khác của chúng tôi tại thosuaxe.vn hoặc để lại bình luận bên dưới.

184 Views