Sóng cơ là gì? Lý thuyết liên quan đến sóng cơ

Bạn đang băn khoăn? Sóng cơ học là gì?? Sóng cơ được phân loại như thế nào? Hãy cùng sieusach.info khám phá ngay sau đây!

Định nghĩa sóng cơ học là gì?

Sóng cơ học được định nghĩa là sự lan truyền của các dao động cơ học (năng lượng, trạng thái dao động) trong môi trường vật chất đàn hồi theo thời gian.

Một ví dụ về sóng cơ học là gì?

Nhận xét cụ thể:

– Sóng cơ học được hiểu đơn giản là sự lan truyền dao động, sự lan truyền năng lượng, sự lan truyền các pha dao động hay trạng thái của dao động chứ không phải là quá trình lan truyền của vật chất hay các phần tử sóng.

Ví dụ: Trên mặt nước, mái chèo hoặc phao chỉ dao động tại chỗ khi có sóng truyền qua.

Sóng cơ học chỉ truyền được trong chất đàn hồi, không truyền được trong chân không. Đây là điểm khác nhau cơ bản giữa sóng cơ và sóng điện từ vì sóng điện từ có thể truyền rất tốt trong chân không.

Ví dụ, ở ngoài vũ trụ, các phi hành gia phải liên lạc với nhau thông qua bộ đàm hoặc ký hiệu.

– Tốc độ và mức độ lan truyền của sóng cơ học phụ thuộc rất lớn vào tính đàn hồi của môi trường, vì vậy môi trường càng đàn hồi thì tốc độ của sóng cơ học càng lớn và khả năng lan truyền của nó càng xa. Do đó, tốc độ và tốc độ lan truyền của sóng cơ học giảm dần theo thứ tự môi trường sau: rắn, lỏng và sau đó là khí.

Các chất liệu như bông, xốp hay nhung… có tính đàn hồi kém nên khả năng truyền sóng cơ học rất yếu. Do đó, những vật liệu này thường được sử dụng để cách âm, chống rung…

Ví dụ: Khi áp tai vào đường ray, ta nghe thấy tiếng tàu chạy từ xa, nhưng lúc đó ta không nghe thấy tiếng tàu chạy trên không trung.

– Sóng cơ học là quá trình lan truyền theo thời gian, không phải là hiện tượng tức thời. Trong môi trường đồng tính và đẳng hướng, các hạt ở gần nguồn sóng sẽ thu được sóng nhanh hơn các phần tử ở xa nguồn hơn.

Phân loại sóng cơ học

Sóng cơ được chia làm 2 loại chính như sau:

Sóng cơ gồm sóng ngang và sóng dọc

sóng ngang

Sóng ngang hay sóng S là sóng cơ học có phương dao động vuông góc với phương truyền sóng. Sóng ngang có thể lan truyền trong chất rắn và bề mặt chất lỏng, nhưng không truyền được trong chân không.

– Sóng S chỉ truyền được trong chất rắn hoặc chất vô định hình gần như rắn, không truyền được trong chất lỏng và chất khí. Tốc độ lan truyền của sóng ngang Vs được xác định theo công thức sau:

sóng dọc

– Sóng dọc là sóng cơ học có phương dao động trùng với phương truyền sóng. Sóng dọc truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí. Tuy nhiên, giống như sóng ngang, sóng dọc không truyền được trong chân không.

– Sóng dọc được coi là truyền nhanh hơn các sóng khác. Sóng dọc có thể truyền qua bất kỳ loại vật chất nào kể cả chất lỏng và chất khí. Nó có thể di chuyển nhanh gần gấp đôi so với sóng S ngang.

– Tốc độ truyền sóng dọc Vp được xác định theo công thức sau:

– Ở đó:

• • K: mô đun đàn hồi hoặc mô hình nén
  • G: mô-đun ngang hoặc trượt
  • p: mật độ tự nhiên

Các đại lượng đặc trưng của sóng cơ

+) Biên độ sóng (A): là biên độ dao động của phần tử vật chất khi có sóng truyền qua.

+) Tần số sóng (f): là tần số dao động của phần tử vật chất khi có sóng truyền qua.

+) Năng lượng sóng: là năng lượng dao động của các phần tử vật chất khi có sóng truyền qua.

+) Bước sóng (λ): là quãng đường sóng truyền được trong một chu kỳ hay là khoảng cách giữa hai điểm gần nhau nhất trên phương truyền sóng dao động ngược pha nhau. Công thức tính λ như sau:

– Ở đó:

• • : bước sóng
  • T: chu kỳ
  • f: tần số
  • ω: tần số góc của sóng

Phương trình sóng cơ học

lệch pha

Giữa hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một khoảng x (hoặc d) sẽ có độ lệch pha là: Δφ=ωxv=2πxλ=2πdλ

Cẩn thận:

– Hai dao động được gọi là cùng pha khi hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một số nguyên lần bước sóng:

=k2π → d=kλ

– Hai dao động lệch pha nhau khi hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau những khoảng bằng nửa số nguyên lần bước sóng:

=(2k+1)π → d=(k+12)λ

– Hai dao động vuông pha nhau khi hai điểm trên phương truyền sóng cách nhau một nửa số nguyên nửa bước sóng:

=(2k+1)π2 → d=(k+12)λ2

Hay nhin nhiêu hơn:

Phương trình truyền sóng

– Nếu dao động tại O là uo=Acos(ωt+φo), dao động được truyền cho M cách O OM = x, vận tốc v thì dao động tại M sẽ trễ pha =2πxλ so với dao động tại M .ô, tức là. ∆φ=pha(uM)-pha(uO)=-2πxλ, do đó biểu thức của sóng tại M sẽ là:

uM=Acos(ωt+φo−2πxλ

Chú ý: Sóng tại điểm M tuần hoàn theo thời gian với chu kì T và tuần hoàn trong không gian với chu kì bằng bước sóng λ.

Trên đây là các kiến ​​thức liên quan đến Sóng cơ là gì, phân loại sóng cơ và phương trình của sóng cơ. Hi vọng sẽ giúp các bạn có thêm nhiều kiến ​​thức bổ ích để phục vụ trong học tập và công việc!