Bài giảng sóng cơ học phương trình sóng cơ

Khóa học LTðB môn Vật lí – thầy ðoàn Công Thạ
o
Bài 1. Sóng cơ học, phương trình sóng cơ


Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -


BÀI 1. SÓNG CƠ HỌC, PHƯƠNG TRÌNH SÓNG CƠ

1. Thí nghiệm tạo sóng mặt nước, giải thích quá trình lan truyền sóng
Quá trình truyền sóng là quá trình truyền năng lượng, truyền pha dao ñộng.
2. Những ñại lượng ñặc trưng của chuyển ñộng sóng
Chu kì, tần số sóng
Khi có sóng truyền qua tất cả các phần tử môi trường ñều dao ñộng với cùng chu kì và tần số bằng chu ki và tần số
của nguồn dao ñộng gọi là chu kì và tần số sóng. Kí hiệu chu kì: T, tần số : f.
Biên ñộ sóng: Biên ñộ sóng tại mỗi ñiểm trong không gian chính là biên ñộ của phần tử môi trường tại ñiểm ñó.
Bước sóng: Quãng ñường mà sóng truyền ñi ñược trong một chu kì dao ñộng gọi là một bước sóng. Kí hiệu :
λ

Tốc ñộ truyền sóng: Trong thời gian bằng một chu kì, sóng truyền ñi ñược một khoảng bằng một bước sóng
λ
.
Vậy vận tốc truyền sóng là
v f
T
λ
λ
= =

. Trong khi sóng truyền ñi, các ñỉnh sóng di chuyển nhưng các phần tử
của môi trường vẫn dao ñộng quanh vị trí cân bằng của chúng.
3. Năng lượng sóng:
a. ðịnh nghĩa: năng lượng sóng tại 1 ñiểm là ñại lượng tính bằng tổng năng lượng dao ñộng của các phần tử môi
trường có trong 1 ñơn vị thể tích môi trường tại ñiểm ñó.
b. Biểu thức năng lượng:
2 2
1
2
E D A
ω
=
D: Khối lượng riêng của môi trường ñàn hồi
4. Phương trình sóng và sự tuần hoàn theo thời gian và không gian của sóng
a. Phương trình sóng: là phương trình dao ñộng tại một ñiểm trên một phương truyền sóng.
b. Thiết lập phương trình sóng

Giả sử Px là một phương truyền sóng:
2
os os
P P P
y a c t a c t
T
π
ω
= =

Xét một ñiểm M (
PM x
=

) thì thời gian truyền sóng là quá trình truyền pha dao ñộng
2
os ( )
M M
x
y a c t
T v
π
= −

2 2
os( )
M M
t x
y a c
T Tv
π π
= −

2 2
os( )
M M
t x
y a c
T
π π
λ
= −
(*) Gọi là phương trình sóng
3. Sự tuần hoàn theo thời gian và không gian của sóng

NX:
2 2
os( )
M M
t x
y a c
T
π π
λ
= −
là hàm 2 biến theo x, t
Nếu M cố ñịnh x xác ñịnh y
M
là hàm ñiều hòa theo t với chu kì T. Khẳng ñịnh tính tuần hoàn theo thời gian của
sóng.
Nếu t xác ñịnh y
M
là hàm ñiều hòa theo x với chu kì T. Khẳng ñịnh tính tuần hoàn theo không gian của sóng.
Bài tập:
Bài 1. Một chiếc phao nhấp nhô trên mặt biển thực tế cho thấy từ lúc phao nhô lên lần thứ nhất ñến lúc phao nhô lên
lần thứ 10 là 27s. Biết khoảng cách 2 ñỉnh sóng gần nhau nhất là 2m. Tìm vận tốc truyền sóng.

P
M

x
x
Khóa học LTðB môn Vật lí – thầy ðoàn Công Thạ
o
Bài 1. Sóng cơ học, phương trình sóng cơ

Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt
Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -


Bài 2.

Px là một phương truyền sóng nước. A, B là 2 ñiểm trên phương truyền cách nhau 10cm. Biết khoảng cách giữa 2
ñỉnh sóng kế tiếp là 2cm. Hãy so sánh trạng thái dao ñộng 2 ñiểm A, B.
Bài 3.
Cho hình ảnh sóng mặt nước (hình vẽ xem clip bài giảng). Biết rằng khi ñó phần tử A ñang ñi lên. Tìm hướng vec
tơ vận tốc truyền sóng.

Nguồn: Hocmai.vn

P
B

x
A