Sóng cơ là gì? Công thức và bài tập 

10:11 22/01/2024

Sóng cơ học là một trong những chương quan trọng trong chương trình vật lý 12. Việc nắm rõ lý thuyết, các công thức và sơ đồ tư duy của sóng cơ học là vô cùng cần thiết. Vậy sóng cơ học là gì? Sóng cơ học bao gồm những công thức trọng tâm nào? Cùng tham khảo trong bài viết dưới đây nhé! 

sóng cơ là gì
sóng cơ là gì

Sóng cơ là gì 

Sóng cơ là sự lan truyền dao động cơ học trong môi trường vật chất đàn hồi. Môi trường truyền sóng có thể là chất rắn, lỏng hoặc khí. Các phần tử của môi trường dao động quanh vị trí cân bằng của chúng khi sóng truyền qua. 

Sóng cơ có thể được phân loại thành hai loại chính: sóng dọc và sóng ngang.

  • Sóng dọc là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường trùng với phương truyền sóng. Khi sóng dọc truyền qua môi trường, các phần tử môi trường dao động theo phương thẳng đứng. Ví dụ về sóng dọc là sóng âm, sóng địa chấn, sóng trên lò xo.
  • Sóng ngang là sóng có phương dao động của các phần tử môi trường vuông góc với phương truyền sóng. Khi sóng ngang truyền qua môi trường, các phần tử môi trường dao động theo phương nằm ngang. Ví dụ về sóng ngang là sóng trên mặt nước, sóng điện từ. 

Sóng cơ có một số đặc điểm chung như:

  • Năng lượng sóng được truyền đi cùng hướng với sóng.
  • Các phần tử môi trường chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó.
  • Sóng cơ học không truyền được trong môi trường chân không.
  • Sóng cơ có vai trò quan trọng trong đời sống và tự nhiên. Chúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như truyền thông, giao thông, công nghệ,...

👉 Xem thêm: Đề thi thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Đề thi thử thpt quốc gia 2024 môn lý mới nhất
👉 Xem thêm: Tài liệu ôn thi thpt quốc gia 2024 môn lý chuẩn xác nhất
👉 Xem thêm: Cấu trúc để thi lý thpt quốc gia 2024 chuẩn nhất  

Ví dụ về sóng cơ trong đời sống:

  • Sóng âm là sóng cơ học được sử dụng trong giao tiếp, âm nhạc,...
  • Sóng điện từ là sóng cơ học được sử dụng trong truyền thông, truyền hình,...
  • Sóng trên mặt nước là sóng cơ học được sử dụng trong giao thông thủy, du lịch,...

Ví dụ về sóng cơ trong tự nhiên:

  • Sóng âm được tạo ra bởi các loài động vật như chim, cá,...
  • Sóng điện từ được tạo ra bởi các thiên thể như mặt trời, sao,...
  • Sóng địa chấn được tạo ra bởi các hiện tượng địa chất như động đất, núi lửa,...

Công thức sóng cơ

Công thức dao động của một phần tử môi trường: 

u = Acos(ωt + φ)

Trong đó:

  • u là li độ của phần tử môi trường tại thời điểm t
  • A là biên độ dao động
  • ω là tần số góc
  • φ là pha ban đầu

Công thức giao thoa sóng cơ: 

u = u1 + u2

Trong đó:

  • u là li độ tổng của sóng
  • u1 và u2 là li độ của hai sóng kết hợp

Công thức sóng dừng: 

u = Acos(kx)sin(ωt)

Trong đó:

  • u là li độ của một điểm trên sợi dây
  • A là biên độ dao động
  • k là hệ số truyền sóng
  • ω là tần số góc
  • t là thời gian

Công thức năng lượng sóng cơ: 

E = 1/2.ρ.v2.A2

Trong đó:

  • E là năng lượng sóng
  • ρ là khối lượng riêng của môi trường
  • v là vận tốc truyền sóng
  • A là biên độ dao động

Phương trình sóng cho một điểm M trên trục Ox có thể được biểu diễn như sau:

uM = A*cos(ωt + φ)

Trong đó:

  • uM là biên độ sóng tại điểm M.
  • A là biên độ của sóng.
  • ω là tần số góc của sóng.
  • t là thời gian.
  • φ là pha ban đầu của sóng.

Khi chúng ta xét hai điểm M1 và M2 trên trục Ox, chúng ta có thể tính độ lệch pha giữa chúng bằng cách sử dụng phương trình sóng. Độ lệch pha giữa hai điểm M1 và M2 là:

ΔΦ = 2π/λ * (d2 - d1)

Trong đó:

  • ΔΦ là độ lệch pha.
  • λ là bước sóng của sóng.
  • d1 và d2 là khoảng cách từ nguồn sóng đến hai điểm M1 và M2.

Banner TNNN2 1

Kinh nghiệm học phần sóng cơ

Trước khi làm bài tập, các bạn học sinh cần nắm vững lý thuyết cơ bản về sóng cơ, bao gồm các đại lượng đặc trưng, mối quan hệ giữa các đại lượng, các hiện tượng sóng cơ học,... Một trong những cách tốt nhất mà các bạn học sinh có thể áp dụng để hệ thống hóa và ghi nhớ kiến thức là tự xây dựng sơ đồ tư duy sau mỗi bài hoặc mỗi chương. 

Bên cạnh đó, các bạn học sinh cần luyện giải nhiều dạng bài tập khác nhau từ dễ đến khó để có thể nâng cao kỹ năng giải bài tập sóng cơ. Khi làm bài tập, học sinh cần chú ý phân tích đề bài, xác định phương pháp, công thức giải và kiểm tra lại kết quả. 

Bài tập sóng cơ học

👉 Xem thêm: 100 bài tập sóng cơ mới nhất 

kinh nhiệm học phần sóng cơ
kinh nghiệm học phần sóng cơ

Hy vọng với bộ bài tập này sẽ giúp các bạn học sinh ôn luyện và đạt kết quả cao trong các kì thi. BTEC FPT chúc bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi THPT Quốc Gia. 

 

Tags:

Có thể bạn chưa đọc

  • Đặt câu hỏi tư vấn
  • BTEC FPT sẽ trực tiếp liên hệ lại với bạn trong vòng 48h để giải đáp cụ thể mọi thắc mắc về vấn đề tuyển sinh và học tập của bạn