Sóng trên mặt nước là sóng ngang vì

Câu hỏi: Sóng trên mặt nước là sóng ngang vì:

Trả lời: 

Sóng trên mặt nước là sóng ngang vì các phần tử nước dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về sóng trong vật lý nhé!

1. Định nghĩa sóng cơ

- Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất.

- Sóng cơ không truyền được trong chân không.

   + Tốc độ truyền sóng phụ thuộc vào môi trường: v_rắn > v_lỏng > v_khí

   + Khi truyền từ  môi trường này sang môi trường khác tốc độ truyền sóng thay đổi, bước sóng thay đổi còn tần số (chu kì, tần số góc) của sóng thì không thay đổi.

   + Trong sự truyền sóng, pha dao động truyền đi còn các phần tử của môi trường không truyền đi mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng.

   + Bước sóng λ : là khoảng cách giữa hai phần tử của sóng gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động cùng pha. Bước sóng cũng là quãng đường mà sóng truyền đi được trong một chu kỳ: λ = vT.

   + Sóng ngang: là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. Trong hệ tọa độ vuông góc nếu sóng lan truyền theo phương x dương, thì dao động diễn ra ở hướng lên và xuống trong mặt y-z.

- Ví dụ: Thổi vào mặt nước, sóng tạo thành và lan truyền trên mặt nước. Các phần tử nước dao động theo phương thẳng đứng còn phương truyền sóng là phương ngang nên sóng nước trong trường hợp này là sóng ngang.

2. Sóng cơ được chia làm hai loại

Sóng ngang	Sóng dọc
− Các phần tử của môi trường dao động theo phương vuông góc với phương truyền sóng. − Truyền trong môi trường chất rắn và bề mặt chất lỏng.	− Các phần tử của môi trường dao động theo phương trùng với phương truyền sóng. − Truyền trong môi trường rắn, lỏng, khí.

- Thoạt nhìn thì chúng ta có cảm giác sóng ngang chuyển động theo chiều ngang nhưng thực chất thì các phần tử của sóng chuyển động lên và xuống theo chiều vuông góc với phương truyền sóng liên tiếp nhau tạo thành sóng ngang.

Ví dụ: Sóng nước, sóng điện từ,..

3. Giải thích sự tạo thành sóng

- Dùng 1 sợi dây mềm, dài, căng ngang,một đầu được gắn vào tường, đầu kia dùng tay giữ. Ta truyền cho đầu dây một xung lượng của lực bằng cách dùng bàn tay đưa nhanh đầu dây từ thấp lên cao rồi từ cao xuống thấp. Ta thấy xuất biến dạng ở đầu dây và biến dạng này lan truyền trên dây về phía đầu kia.

- Lúc đầu, đầu dây được kéo lên cao. Đầu dây này liên kết với các phần tử liền kề nên các phần tử này cũng được kéo lên cao bằng 1 lực hướng lên. Chừng nào mà các điểm kế tiếp của dây còn kéo điểm kề sau nó lên cao thì biến dạng còn dịch chuyển dọc theo dây về phía đầu kia. Cũng trong thời gian đó thì bàn tay trở về vị trí ban đầu, mỗi phần tử của dây cũng bị kéo về phía dưới sau khi đã đạt tới điểm cao nhất.

- Bàn tay dao động là nguồn của sóng và lực liên kết giữa các phần tử liền kề đã truyền xung lượng của lực dọc theo dây.

- Các sóng ngang khác (sóng nước…) được tạo ra và lan truyền trong môi trường theo một cách tương tự như vậy

4. Đặc điểm của sự truyền sóng

- Sự lan truyền của biến dạng trong một môi trường gọi là chuyển động sóng. Chuyển động sóng có các đặc điểm sau đây:

   + Các phần tử của môi trường chỉ chuyển động trong một phạm vi không gian rất hẹp, trong khi sóng thì truyền đi rất xa.

   + Tốc độ truyền sóng chỉ phụ thuộc vào tính chất của môi trường chứ không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của nguồn hay của các phần tử của môi trường có sóng truyền qua

5. Các đại lượng đặc trưng

- Các đại lượng đặc trưng là:

   + Biên độ (A)

   + Chu kỳ (T)

   + Tần số (f)

   + Bước sóng (λ)

6. Phương trình sóng

Ví dụ: Một sóng ngang truyền từ M đến O rồi đến N trên cùng một phương truyền sóng với vận tốc v = 18 m/s. Biết MN = 3 m và MO = ON. Phương trình sóng tại O là u_o = 5cos(4πt - π/6) (cm). Viết phương trình sóng tại M và tại N.

Trả lời:

7. Các dạng bài tập 

Dạng 1: Tìm các đại lượng chưa biết của sóng

*Một số lưu ý:

- Nhớ phải đổi đơn vị cho đúng sang dạng cần tìm

Dạng 2: Tìm phương trình truyền sóng

Lưu ý cần nhớ:

Minh họa:

VD 2 - Một sóng cơ học truyền từ M đến O, biết MO = 0,5cm. Vận tốc truyền sóng không đổi v = 20cm/s. Nếu phương trình truyền sóng tại O là u_o = 4cos(20πt - π/4)cm thì phương trình truyền sóng tại M sẽ là như thế nào? Giả sử không bị mất mát năng lượng trên phương truyền sóng.

Hướng dẫn giải:

VD 3 - Cho sóng cơ học truyền dọc theo phương Ox: u = 28cos(-2000t + 20x)cm , biết x là tọa độ được tính bằng mét, t là thời gian tính bằng giây. Tính vận tốc truyền sóng.

Hướng dẫn giải:

Dạng 3: Giao thoa hai sóng cùng biên độ

Có nhiều dạng giao thoa sóng, để đơn giản, ở đây Kiến xin đề cập đến trường hợp hai sóng có cùng biên độ và tần số.

Một số lưu ý:

 

VD 4 - Trên mặt thoáng có hai nguồn kết hợp A, B có phương trình dao động: u_A = u_B = 2cos(10πt)cm. Tốc độ truyền sóng v = 3m/s.

a)  Viết phương trình sóng tại M cách A, B một khoảng lần lượt là d₁ = 15cm và d₂ = 20cm.

b) Tính biên độ và pha ban đầu của sóng tại N cách A và B lần lượt là 45cm và 60cm.

Hướng dẫn giải: