Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B

Câu hỏi :

Ở mặt chất lỏng, tại hai điểm A và B có hai nguồn dao động cùng pha theo phương thẳng đứng phát ra sóng kết hợp với bước sóng λ. Gọi C và D là hai điểm trên mặt chất lỏng sao cho ABCD là hình vuông, I là trung điểm của AB, M là một điểm trong hình vuông ABCD xa I nhất mà phần tử chất lỏng tại đó dao động với biên độ cực đại và cùng pha với nguồn. Biết AB=6,6λ. Độ dài đoạn thẳng MI gần nhất giá trị nào sau đây?

A. 6,17λ

B. 6,25λ

C. 6,49λ

D. 6,75λ

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Để đơn giản, ta chọn λ=1. Ta có:

  • \(\left\{ \begin{array}{l}
    AM + BM = n\\
    AM - BM = k
    \end{array} \right.\) (1) điều kiện để M cực đại cùng pha, n và k cùng tính chất chẵn lẻ.
  •  vì tính đối xứng ta chỉ xét điểm M thuộc các cực đại k>0.

AB/λ = 6,6 →k = 0,1,…,6.

  • \(\frac{{{{\left( {AM + BM} \right)}_{M \equiv C}}}}{\lambda } = \frac{{\left( {6,6\sqrt 2 } \right) + \left( {6,6} \right)}}{1} = 15,9\)→ nmax=15 và \(I{M_{max}} = \sqrt {{{\left( {6,6} \right)}^2} + {{\left( {3,3} \right)}^2}}  = 7,37\)(M nằm trong hình vuông).

Mặc khác:

  • \(\frac{{{{\left( {AM - BM} \right)}_{M \equiv C}}}}{\lambda } = \frac{{\left( {6,6\sqrt 2 } \right) - \left( {6,6} \right)}}{1} = 2,73\)→ để IM là lớn nhất thì M sẽ nằm trên các cực đại ứng với k=0,1,2.

MI là đường trung truyến trong tam giác ABM nên ta luôn có

\(MI = \sqrt {\frac{{A{M^2} + B{M^2}}}{2} - {{\left( {\frac{{AB}}{2}} \right)}^2}} \)

→ Lập bảng

n

k

AM

BM

IM

0

14

7

7

6,17

1

15

8

7

6,75

2

14

8

6

6,25

Chú ý: Với trường hợp k=1, dễ dàng thấy rằng M nằm ngoài hình vuông.

Copyright © 2021 HOCTAP247