Bài 7.12 trang 19 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Với máy dò dùng siêu âm, chỉ có thể phát hiện được các vật có kích thước cỡ bước sóng của siêu âm. Siêu âm trong một máy dò có tần số 5 MHz.Với máy dò này, có thể phát hiện được những vật có kích thước cỡ bao nhiêu milimét, trong hai trường hợp .

a)  Vật ở trong không khí.

b)   Vật ở trong nước.

Cho biết tốc độ âm thanh trong khồng khí và trong nước lần lượt là 340 m/s và 1500 m/s.

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Bước sóng của siêu âm trong không khí \(\lambda  = {{340} \over {{{5.10}^6}}} = {68.10^{ - 6}}m = 68\mu m\) hay 0,068 mm.

Vậy nếu vật ở trong không khí thì máy dò chỉ phát hiện được vật lớn hơn 0,07 mm

b) Bước sóng của siêu âm trong nước

\(\lambda ' = {{1500} \over {{{5.10}^6}}} = {300.10^{ - 6}}m = 300\mu m\) hay 0,3 mm.

Vậy nếu vật ở trong nước (chẳng hạn thai nhi trong nước ối, sỏi ở bàng quang...) thì chỉ phát hiện hoặc quan sát được những chi tiết lớn hơn 0,3 mm trên vật.

Để phát hiện và quan sát những vật và những chi tiết nhỏ hơn phải dùng siêu âm có tần số cao hơn nữa.

Bài 7.13 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Một âm thoa, ở đầu có gắn một mũi nhọn, mũi nhọn này tiếp xúc nhẹ với mặt một chất lỏng. Gõ nhẹ cho âm thoa rung động, thì thấy khoảng cách ngắn nhất từ một gợn sóng mà ta xét (coi như gợn sóng thứ nhất) đến gợn thứ 11 là 2 cm. Tần số của âm thoa là 100 Hz. Tính tốc độ truyền sóng.

Hướng dẫn giải chi tiết

Theo bài ra ta có : \(\lambda  = {2 \over {10}} = 0,2cm \Rightarrow v = \lambda f = 0,2.100 = 20cm/s\)

Vậy tốc độ truyền sóng v = 20 cm/s

Bài 7.14 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Một sóng hình sin, tần số 110 Hz truyền trong không khí theo một phương với tốc độ 340 m/s. Tính khoảng cách nhỏ nhất giữa hai điểm có dao động cùng pha ;có dao động ngược pha.

Hướng dẫn giải chi tiết

Khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha, gần nhau nhất là \(\lambda  = {{340} \over {110}} \approx 3,1m\) ; và khoảng cách giữa hai điếm có dao động ngược pha  gần nhau nhất là \({\lambda  \over 2} = 1,5m\).

Bài 7.15 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Một sóng hình sin truyền dọc theo một dây dài khoảng thời gian ngắn nhất để cho một phần tử của dây chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng là 0,17 s.

a) Tính chu kì của sóng.

b) Tính tần số của sóng.

c) Nếu bước sóng bằng 1,4 m thì tốc độ của sóng là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải chi tiết

a) Chu kì của sóng là chu kì dao động của một phần tử của dây và bằng : T = 4.0,17 = 0,68s

b) Tần số của sóng: \(f = {1 \over T} = {1 \over {0,68}} = 1,5Hz\)

c) Với bước sóng bằng 1,4 m thì tốc độ của sóng là : \(v = {\lambda  \over T} = {{1,4} \over {0,68}} = 2,1m/s\)

Bài 7.16 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12

Một sóng ngang hình sin truyền trên một dây dài và mềm. Sóng có bước sóng 10 cm, tần số 400 Hz và biên độ 2,0 cm.

a)  Tốc độ của sóng là bao nhiêu ?

b)  Viết phương trình của sóng này. Lấy gốc toạ độ tại một trong các điểm có pha ban đầu bằng không.

Hướng dẫn giải chi tiết

a)  Tốc độ của sóng là :\(v = \lambda f = 0,1.400 = 40m/s\)

b)  Viết phương trình của sóng

\(u = A\cos \left( {t - {x \over v}} \right) = 0,02\cos 800\left( {t - {x \over {40}}} \right)\)m

Giaibaitap.me