Một sợi dây thép AB dài 60 cm, hai đầu được gắn cố định, kích thích cho dao động với tần số 100 Hz. Trên dây có sóng dừng với tổng cộng 6 nút sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây.
Lời giải chi tiết
Chúng ta sẽ giải bài toán này theo từng bước như sau:
Bước đầu tiên là xác định số bụng sóng và số nút sóng. Từ bài toán, ta biết rằng có tổng cộng 6 nút sóng, bao gồm cả hai đầu dây (A và B) là nút. Số bụng sóng sẽ là số nút sóng trừ đi 1, tức là 6 - 1 = 5 bụng sóng.
Trong sóng dừng, khoảng cách giữa hai nút liên tiếp hoặc giữa hai bụng liên tiếp là nửa bước sóng \( \frac{\lambda}{2} \). Với n bụng sóng, chiều dài của dây \( L \) có thể được biểu diễn theo phương trình:
\[ L = \frac{n\lambda}{2} \]
Với \( n = 5 \) và \( L = 60 \text{ cm} = 0.6 \text{ m} \), ta có phương trình:
\[ 0.6 = \frac{5\lambda}{2} \]
Giải phương trình trên để tìm ra bước sóng \( \lambda \):
\[ \lambda = \frac{2 \times 0.6}{5} = 0.24 \text{ m} \]
Bước tiếp theo là tính tốc độ truyền sóng \( v \) trên dây, thông qua công thức:
\[ v = f \lambda \]
Biết rằng tần số \( f = 100 \text{ Hz} \), chúng ta tính được tốc độ truyền sóng \( v \):
\[ v = 100 \times 0.24 = 24 \text{ m/s} \]
Vậy tốc độ truyền sóng trên dây là 24 m/s.
Đáp án của bài toán là: 24
Chú ý khi giải