Một ống dựng đứng trong có chứa nước. Độ cao lớp nước có thể điều chỉnh. Tại mặt ống có đặt một âm thoa nằm ngang, âm thoa giao động với tần số 500Hz. Tốc độ truyền sóng trong không khí là 300m/s. Điều chỉnh mực nước sao cho cột không khí có chiều cao thích hợp thì trong ống có sóng dừng với bụng tại miệng ống và nút tại mặt nước. Khi chiều cao cột không khí trong ống thay đổi khoảng từ 50cm đến 60cm, kể cả vùng sóng ở miệng ống, trong ống có mấy bụng sóng?

Đáp án+Giải thích các bước giải:

+Để xác định số bụng sóng trong ống, ta cần tính được độ dài của bụng sóng.
+Với tần số 500Hz và tốc độ truyền sóng trong không khí là 300m/s, ta có:
Độ dài sóng (λ) = vận tốc / tần số
                      = 300 / 500
                      = 0.6m (hay 60cm)
                                  ↓
Trong trường hợp này, ta cần tìm số bụng sóng trong khoảng từ 50cm đến 60cm. Độ dài của cột không khí trong ống là khoảng từ mặt nước đến miệng ống. Khi chiều cao cột không khí trong ống thay đổi từ 50cm đến 60cm, sự thay đổi này tương ứng với bao nhiêu bụng sóng?
Với độ dài sóng 60cm, ta có thể tính số bụng sóng như sau:
→Số bụng sóng = Độ dài cột không khí / Độ dài sóng
                      = (60cm - 50cm) / 60cm
                      = 10cm / 60cm
                      = 1/6
→Vậy, trong khoảng từ 50cm đến 60cm, trong ống sẽ có 1/6 của một bụng sóng.

Đáp án:

 không có sóng dừng

Giải thích các bước giải:

$f = 500Hz;v = 300m/s;50 \leqslant l \leqslant 60cm$

bước sóng

$\lambda  = \dfrac{v}{f} = \dfrac{{300}}{{500}} = 0,6m = 60cm$

sóng dừng 1 đầu cố định, 1 đầu tự do

$l = (2k + 1)\dfrac{\lambda }{4} \Leftrightarrow 50 \leqslant (2k + 1)\dfrac{\lambda }{4} \leqslant 60$

không có giá trị nào thỏa mãn