Công thức các đại lượng đặc trưng của sóng cơ lớp 11 (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức các đại lượng đặc trưng của sóng cơ lớp 11 trình bày đầy đủ công thức, ví dụ minh họa có lời giải chi tiết và các bài tập tự luyện giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Công thức các đại lượng đặc trưng của sóng cơ từ đó học tốt môn Vật Lí 11.

1. Công thức

- Bước sóng là quãng đường sóng truyền được trong một chu kì. Bước sóng được kí hiệu là $\lambda$, đơn vị là mét.

- Chu kì sóng chính bằng chu kì dao động của phần tử sóng. Kí hiệu là T, đơn vị là giây.

- Tần số sóng: đại lượng $f=\frac{1}{T}$ được gọi là tần số sóng.

- Mối liên hệ giữa bước sóng, chu kì (hay tần số): $\lambda =vT=\frac{1}{f}$

- Cường độ sóng I là năng lượng sóng được truyền qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian.

$I=\frac{E}{S.\Delta t}$ (đơn vị W/m²)

Trong đó: E là năng lượng sóng truyền qua một diện tích S vuông góc với phương truyền sóng trong thời gian ∆t.

2. Ví dụ

Ví dụ 1: Một quan sát viên khí tượng quan sát mặt biển. Nếu trên mặt mặt biển người quan sát thấy được 10 ngọn sóng trước mắt và cách nhau 90 m. Hãy xác định bước sóng của sóng trên mặt biển?

A. 9 m.                         

B. 10 m.                        

C. 8 m.                          

D. 11 m.

Hướng dẫn giải

Ta có: 10 ngọn sóng ⇒ có 9λ Þ 9λ = 90 m ⇒ λ = 10m.

Đáp án đúng là B

Ví dụ 2: Quan sát sóng cơ trên mặt nước, ta thấy cứ 2 ngọn sóng liên tiếp cách nhau 40cm. Nguồn sóng dao động với tần số f = 20 Hz. Xác định vận tốc truyền sóng trên môi trường.

A. 80 cm/s.                    

B. 80 m/s.                     

C. 4 m/s.                       

D. 8 m/s.

Hướng dẫn giải

Ta có: v = λ.f. Trong đó: λ = 0,4 m và f = 20 Hz ⇒ v = 0,4.20 = 8 m/s.

Đáp án đúng là D

Ví dụ 3. Một bóng đèn công suất 100 W phát ra ánh sáng theo mọi phương. Coi bóng đèn là một điểm, hãy xác định cường độ sóng gây ra bởi bóng đèn tại một điểm cách bóng đèn 2,00 m.

Hướng dẫn giải

Công suất đèn chính là năng lượng mỗi giây truyền qua diện tích mặt cầu có tâm là bóng đèn, bán kính là khoảng cách từ đèn đến điểm cần xác định cường độ sóng. Diện tích mặt cầu sóng truyền qua: $S=4\pi R^2=4\pi {.2}^2=\mathrm{50,3} {\text{m}}^2$

Cường độ sóng: $I=\frac{E}{St}=\frac{100}{\mathrm{50,3.1}}=\mathrm{1,99} \text{W}/{\text{m}}^2$

3. Bài tập

Câu 1. Hình vẽ là đồ thị li độ - thời gian của một sóng hình sin. Biết tốc độ truyền sóng là $50\text{ cm}/\text{s}$. Biên độ và bước sóng của sóng này là

A. 5 cm; 50cm.            

B. 10 cm; 0,5m.           

C. 5 cm; 0,25m.           

D. 10 cm; 1m.

Đáp án đúng là A

Câu 2. Tại một điểm O trên mặt nước có một nguồn dao động điều hoà theo phương thẳng đứng với tần số 2Hz. Từ điểm O có những gợn sóng tròn lan rộng ra xung quanh. Khoảng cách giữa hai gợn sóng kế tiếp là 20cm. Tốc độ truyền sóng trên mặt nước là

A. 20 cm/s.                    

B. 40 cm/s.                 

C. 80 cm/s.                    

D. 120 cm/s.

Đáp án đúng là B

Câu 3. Một sóng có tần số 120Hz truyền trong một môi trường với tốc độ 60 m/s. Bước sóng của nó là

A. 1 m.                          

B. 2 m.                 

C. 0,5 m.                       

D. 0,25 m.

Đáp án đúng là C

Câu 4. Thời gian kể từ khi ngọn sóng thứ nhất đến ngọn sóng thứ sáu đi qua trước mặt một người quan sát là 12s. Tốc độ truyền sóng là 2m/s. Bước sóng có giá trị là

A. 4,8 m.                       

B. 4 m.                          

C. 6 cm.                        

D. 48 cm.                      

Đáp án đúng là A

Câu 5: Khi một sóng biển truyền đi, người ta quan sát thấy khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp bằng 8,5 m. Biết một điểm trên mặt sóng thực hiện một dao động toàn phần sau thời gian bằng 3,0 s. Tốc độ truyền của sóng biển có giá trị gần bằng

A. 2,8 m/s.           

B. 8,5 m/s.           

C. 26 m/s.            

D. 0,35 m/s.

Đáp án đúng là A

Câu 6. Một sóng cơ lan truyền trong một môi trường với tốc độ 1,0 m/s và tần số 10 Hz, biên độ sóng không đổi. Trong khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp khi một phần tử của môi trường ở vị trí cân bằng, sóng lan truyền được quãng đường là

A. 4,0 cm.            

B. 10 cm.             

C. 8,0 cm.            

D. 5,0 cm.

Đáp án đúng là D

Câu 7. Một còi báo động phát sóng âm trong một môi trường đẳng hướng. Tại vị trí cách còi một khoảng bằng 75,0 m, cường độ âm đo được bằng 0,010 W/m². Ở khoảng cách 15,0 m, cường độ âm bằng bao nhiêu?

A. 250 W/m².

B. 2,5 W/m².

C. 25 W/m².

D. 0,25 W/m².

Đáp án đúng là D

Câu 8. Nguồn âm phát ra các sóng âm đều theo mọi phương. Giả sử rằng năng lượng phát ra được bảo toàn. Ở trước nguồn âm một khoảng d có cường độ âm là I. Nếu xa nguồn âm thêm 30 m cường độ âm bằng 1/9. Khoảng cách d là

A. 10 m.               

B. 15 m.                        

C. 30 m.                        

D. 60 m.

Đáp án đúng là B

Câu 9. Một nguồn âm điểm đặt tại O phát âm đẳng hướng với công suất không đổi trong một môi trường không hấp thụ và phản xạ âm. Hai điểm Mvà N cách O lần lượt là r và r − 50 (m) có cường độ âm tương ứng là I và 4I. Giá trị của r bằng

A. 60 m.               

B. 66 m.                        

C. 142 m.             

C. 100m.

Đáp án đúng là C

Câu 10. Một sóng âm có dạng hình cầu được phát ra từ nguồn có công suất 1 W. Giả sử rằng năng lượng phát ra được bảo toàn. Cường độ âm tại một điểm cách nguồn 1,0 m là

A. 0,8 W/m².        

B. 0,018 W/m².              

C. 0,013 W/m².    

D. 0,08 W/m².

Đáp án đúng là D

Xem thêm các bài viết về công thức Vật Lí 11 sách mới hay, chi tiết khác:

• Công thức phương trình sóng

• Công thức mức cường độ âm

• Công thức phương trình giao thoa sóng cơ

• Công thức khoảng vân và vị trí vân sáng trên màn giao thoa

• Công thức điều kiện để có sóng dừng trường hợp sợi dây có hai đầu cố định

---