SÓNG CƠ - PHƯƠNG TRÌNH SÓNG

I/-  Sóng là  gì   ?

     Sóng  là   dao động  , lan truyền trong không gian  !

II/-  Sự lan  truyền của sóng hình sin   ?

      
Các phần tử vật chất dao động điều hòa tại một vị trí , chỉ có pha dao động truyền đi theo phương truyền sóng !
Cứ sau một  chu kỳ tạo ra mặt sóng dạng sin nên gọi là sóng hình sin .
Muốn có sóng hình sin   cần có 3 yếu tố  :   dao động  , không ma sát , môi trường đồng nhất  .
        

III/-  Giải thích hiện tượng sóng  :

·         Các phần tử vật chất liên kết chặt chẽ với nhau

·        Khi một phần tử dao động   à  Các phần tử lân cận nó sẽ dao động theo  . Cứ như thế  sóng được sinh ra và truyền đi  !

IV  Sóng ngang – sóng dọc  :

    Sóng cơ không truyền được qua chân không  ! ( Vì sóng cơ cần môi trường đàn hồi để truyền dao động ) !

    Sóng ngang  : Sóng có phương dao động  vuông góc với phương truyền sóng  !
     Ví dụ sóng ngang  :  Sóng trên mặt chất lỏng , sóng truyền qua chất rắn !
     Nói chung sóng ngang chỉ truyền qua chất rắn , trừ sóng trên mặt nước !

    
    Sóng dọc  :  Sóng có phương dao động  trùng với phương truyền sóng !
    Ví dụ sóng dọc  :  Sóng cơ truyền dọc trục lò xo , sóng âm là sóng dọc .
    Sóng dọc truyền được qua chất rắn , chất lỏng và chất khí !

                      Trích từ   Mr  Harison  (Toronto - Canada )

V /-  Các đại lượng đặc trưng của sóng  :

  a/-  Chu kỳ sóng , tần số sóng : 

·        Chu kỳ T của sóng  là chu kỳ dao động của nguồn phát sóng .

·        Tần số f của sóng là tần số của nguồn phát sóng .

Trong quá trình truyền sóng , mặc dù đi qua nhiều môi trường ( hoặc chỉ truyền qua một môi trường ) thì chu kỳ và tần số vẫn không đổi .

b/- Biên độ sóng  : Là biên độ dao động của phần tử vật chất khi sóng truyền qua .

c/- Bước sóng  λ  ( đọc là  Lam đa ):

·        Là quãng đường sóng truyền sau một chu kỳ

·        Là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng mà dao động cùng pha .

  d/-   Vận tốc sóng :   là vận tốc truyền pha dao động 

   Tốc độ  sóng v trong một môi trường  đàn hồi đồng nhất là như nhau về mọi hướng !                      

  e/- Năng lượng sóng  :

        Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng . Nhờ có sóng truyền qua mà nút chai dao động  !

VI  /-  Phương trình  sóng  :

     Sóng ở M giống sóng ở O  ( cùng A , cùng ω ) , chỉ có trễ hơn x/v   !

   Giả sử  biên độ sóng A  là không suy giảm   ,  tại gốc tọa độ O  phương trình sóng là    u_o =Acos(ωt)    . Sóng mất khoảng thời gian   x/v  để truyền từ O đến M   .

    Phương trình sóng tại M   là  ( sóng truyền thuận chiều vận tốc )

  Ghi chú : Nếu truyền ngược chiều vận tốc  , phương trình sóng có dạng :

      

  Sóng tuần hoàn theo thời gian chu kỳ T  , tuần hoàn theo không gian chu kỳ là  λ  .

V /- Ví dụ 1   :   

 Có một sóng ngang truyền từ trái qua phải  ,  tại thời điểm t  sóng có dạng như hình vẽ  !

 Hỏi tại thời điểm t   , phần tử vật chất ở A,B,C,D  đang chuyển động như thế nào   ?

                                 Bài này giải ở tiết kế tiếp !

VI   Ví dụ 2   :

 Một sợi dây cao su căng ngang  . Làm cho đầu C dao động điều hòa với biên độ 2 cm  , chu kỳ 1,6 s  , lúc t=0 thì C có ly độ cực đại . Sau 0,3 s sóng truyền đi được 1,2 m  .

   a/- Tìm bước sóng  ?

   b/- Viết phương trình sóng tại P  , với  P cách C  1,6 m ?

   c/-  Xác định  ly độ của P  tại thời điểm t = 3,2 s

   d/-  Vẽ trên đồ thị u-x vị trí  của P lúc đó  ?

                                            Bài giải

a/-  Bước sóng     

     

b/- Phương trình sóng tại P

               
                         

c/- Ở thời điểm t = 3,2 s  , phần tử P có ly độ 
                                   

    d/-   Lúc t =3,2 s  , phương trình sóng ở P   

     

     Đồ thi  (u-x)  bạn đọc tự vẽ được như hình dưới đây   !

 

                                  -----  Thank  you ------