SÓNG CƠ & SÓNG ÂM – KIẾN THỨC TRỌNG TÂM + BÀI TẬP / ttlt2020

SÓNG CƠ & SÓNG ÂM – KIẾN THỨC TRỌNG TÂM + BÀI TẬP

Chương Sóng cơ & Sóng âm là một trong những nội dung trọng tâm trong Vật lý 12 và chiếm tỷ lệ điểm lớn trong kỳ thi THPT Quốc Gia – Đại học. Bài viết này đuọc ttlt2020 tổng hợp lý thuyết cần nhớ, công thức quan trọng và các bài tập trọng tâm có lời giải mẫu giúp bạn ôn tập hiệu quả.

---

1. Sóng cơ là gì?

Sóng cơ là dao động cơ lan truyền trong môi trường vật chất mà không làm dịch chuyển bản chất các phần tử môi trường theo hướng truyền sóng. Trong quá trình truyền sóng, mỗi phần tử chỉ dao động quanh vị trí cân bằng của nó và năng lượng được truyền đi theo phương truyền sóng nhưng các phần tử không di chuyển theo sóng. :contentReference[oaicite:0]{index=0}

• Sóng ngang: phần tử môi trường dao động vuông góc với phương truyền sóng (ví dụ: sóng trên mặt nước).
• Sóng dọc: phần tử môi trường dao động trùng với phương truyền sóng (ví dụ: sóng âm trong không khí). :contentReference[oaicite:1]{index=1}

Đặc điểm chung của sóng cơ: cần có môi trường vật chất để truyền, truyền được trong rắn, lỏng, khí nhưng không truyền được trong chân không. :contentReference[oaicite:2]{index=2} Xem thêm bài 5 Bài Tập Trắc Nghiệm Đặc Điểm Chung Của Truyền Sóng Cơ Học | Có Đáp Án Chi Tiết về đặc điểm của truyền sóng cơ học để nắm diểm cao trong luyện thi em nhé

---

2. Các đại lượng đặc trưng của sóng

Mỗi sóng cơ đều có các đại lượng sau:

• Tần số f (Hz): số dao động trong 1 giây.
• Chu kì T (s): thời gian để sóng thực hiện 1 dao động hoàn chỉnh (T = 1/f).
• Bước sóng λ (m): khoảng cách giữa hai điểm dao động cùng pha liên tiếp trên phương truyền sóng.
• Vận tốc truyền sóng v (m/s): v = f · λ. :contentReference[oaicite:3]{index=3}

Sóng cơ luôn tuân theo công thức đặc trưng: v = λf. :contentReference[oaicite:4]{index=4}

---

3. Phương trình sóng cơ

Phương trình mô tả dao động sóng cơ tại vị trí x và thời điểm t thường có dạng:

u(x,t) = A cos(ωt − kx + φ)

• A: biên độ dao động (m)
• ω: tần số góc = 2πf
• k: số mũ = 2π/λ
• φ: pha ban đầu

Dựa vào phương trình truyền sóng, ta có thể xác định được các đại lượng như vận tốc, bước sóng và trạng thái dao động tại mọi vị trí và thời điểm.

Xem thêm bài chi tiết: Phương trình sóng cơ – Công thức & ví dụ

---

4. Sóng dừng

Sóng dừng xuất hiện khi sóng tới phản xạ và giao thoa với sóng phản xạ tạo ra những vị trí cố định không dao động (nút) và vị trí dao động cực đại (bụng). Sóng dừng là dạng sóng rất quan trọng trong các bài thi về dao động - sóng.

Sóng dừng thường gặp trong các hệ như dây đàn, ống âm có hai đầu cố định hoặc tự do.

Xem thêm bài liên quan: Sóng dừng – Lý thuyết & bài tập

---

5. Sóng âm – Khái niệm trọng tâm

Sóng âm là sóng cơ dọc truyền trong môi trường đàn hồi (rắn, lỏng, khí). Khi nguồn âm dao động, nó tạo ra những vùng nén – giãn xen kẽ trong môi trường làm âm lan truyền đi. :contentReference[oaicite:5]{index=5}

Đặc điểm sóng âm:

• Lan truyền dưới dạng dao động áp suất trong môi trường.
• Không truyền được trong chân không.
• Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào môi trường truyền (thường lớn nhất trong rắn, nhỏ nhất trong khí). :contentReference[oaicite:6]{index=6}

Tần số âm quyết định độ cao thấp của âm; biên độ âm quyết định độ to nhỏ.

---

6. Ứng dụng & hiện tượng liên quan

Trong thực tế, sóng cơ và sóng âm có nhiều ứng dụng:

• Kỹ thuật siêu âm trong y học và công nghiệp.
• Âm nhạc và thiết kế nhạc cụ (các sole, ống cộng hưởng).
• Hiệu ứng Doppler ứng dụng trong radar và y tế.

Hiện tượng cộng hưởng Helmholtz là cơ sở của cộng hưởng trong bình, cổ họng, và các thiết bị lọc âm học. :contentReference[oaicite:7]{index=7}

---

7. Bài tập trọng tâm có lời giải mẫu

Bài 1

Một sóng cơ truyền trên dây có phương trình: u = 4 cos(20πt − πx/3) (mm). Tính vận tốc truyền sóng.

Lời giải: Ta có k = π/3 ⇒ λ = 2π/k = 6 m; ω = 20π ⇒ f = ω/(2π) = 10 Hz ⇒ v = λf = 60 m/s.

Bài 2

Cho nguồn âm tần số 500 Hz truyền trong không khí với bước sóng 0,7 m. Tính vận tốc truyền âm?

Lời giải: v = f·λ = 500 × 0,7 = 350 m/s.

Bài 3

Một người quan sát thấy 10 ngọn sóng biển truyền qua trong 36 s, khoảng cách giữa hai ngọn sóng là 10 m. Tính tần số và vận tốc truyền sóng?

Lời giải: T = 36/9 = 4 s ⇒ f = 1/4 = 0,25 Hz; v = λf = 10×0,25 = 2,5 m/s. :contentReference[oaicite:8]{index=8}

Tham khảo thêm Bài tập Sóng cơ & Sóng âm – Có đáp án để luyện thêm dạng bài trắc nghiệm và tự luận.

---

8. Kết luận

Chương Sóng cơ & Sóng âm là nền tảng giúp bạn giải quyết những bài toán từ đơn giản đến nâng cao trong kỳ thi. Nắm chắc lý thuyết, vận dụng công thức đúng và luyện tập với nhiều bài tập mẫu sẽ giúp bạn tự tin đạt điểm cao.

Đừng quên tham khảo các bài liên quan trên https://ttlt2020.blogspot.com/ để củng cố kiến thức sâu rộng hơn!