**Câu 1: Viết phương trình dao động của vật**
Để viết phương trình dao động của vật, ta sử dụng công thức chung cho dao động điều hòa:
\[ x(t) = A \cos(\omega t + \phi) \]
Trong đó:
- \( A \) là biên độ dao động,
- \( \omega \) là tần số góc,
- \( \phi \) là pha ban đầu.
Từ đề bài, ta có:
- \( \omega = 7,5 \, \text{rad/s} \)
- Khi \( t = 0 \), \( x(0) = -2 \, \text{cm} = -0,02 \, \text{m} \)
- Vận tốc \( v(0) = 10 \, \text{cm/s} = 0,1 \, \text{m/s} \) (hướng về vị trí biên gần nhất, tức là vận tốc âm).
Ta có công thức tính vận tốc trong dao động điều hòa:
\[ v(t) = -A \omega \sin(\omega t + \phi) \]
Khi \( t = 0 \):
\[ v(0) = -A \omega \sin(\phi) \]
Thay vào các giá trị đã biết:
\[ -0,1 = -A \cdot 7,5 \cdot \sin(\phi) \]
Từ đó, ta có:
\[ 0,1 = A \cdot 7,5 \cdot \sin(\phi) \quad (1) \]
Và từ vị trí:
\[ -0,02 = A \cos(\phi) \quad (2) \]
Từ (2), ta có:
\[ A = -\frac{0,02}{\cos(\phi)} \]
Thay vào (1):
\[ 0,1 = -\frac{0,02}{\cos(\phi)} \cdot 7,5 \cdot \sin(\phi) \]
Giải phương trình này, ta có:
\[ 0,1 \cos(\phi) = -0,15 \sin(\phi) \]
Chia hai vế cho \( \cos(\phi) \):
\[ \tan(\phi) = -\frac{0,1}{0,15} = -\frac{2}{3} \]
Từ đó, ta có thể tính được \( \phi \).
Giả sử \( \phi = \arctan(-\frac{2}{3}) \).
Cuối cùng, phương trình dao động của vật là:
\[ x(t) = A \cos(7,5t + \phi) \]
**Câu 2: Các bước tiến hành đo tốc độ truyền âm bằng dụng cụ thực hành**
1. **Chuẩn bị dụng cụ**: Cần có một nguồn âm (như loa), một đồng hồ bấm giây và một khoảng cách đo (có thể là thước kẻ hoặc thước dây).
2. **Đặt nguồn âm**: Đặt nguồn âm ở một vị trí cố định và xác định khoảng cách từ nguồn âm đến vị trí đo.
3. **Đo thời gian**: Khi nguồn âm phát ra âm thanh, bắt đầu bấm đồng hồ. Khi âm thanh đến vị trí đo, dừng đồng hồ và ghi lại thời gian.
4. **Tính tốc độ**: Sử dụng công thức:
\[ v = \frac{d}{t} \]
Trong đó:
- \( v \) là tốc độ truyền âm,
- \( d \) là khoảng cách đã đo,
- \( t \) là thời gian đã ghi lại.
5. **Lặp lại**: Thực hiện nhiều lần để có kết quả chính xác hơn và tính trung bình.
**Câu 3: Tính khoảng cách từ vân tối thứ 3 của bức xạ \(\lambda_1\) và vân sáng thứ 5 của bức xạ \(\lambda_2\)**
Khoảng cách giữa các vân giao thoa được tính bằng công thức:
\[ y_n = \frac{n \lambda D}{a} \]
Trong đó:
- \( y_n \) là khoảng cách từ vân trung tâm đến vân thứ \( n \),
- \( n \) là thứ tự vân,
- \( \lambda \) là bước sóng,
- \( D \) là khoảng cách từ khe đến màn,
- \( a \) là khoảng cách giữa hai khe.
Tính khoảng cách cho vân tối thứ 3 của bức xạ \(\lambda_1\) (\(n = 3\)):
\[ y_{3,1} = \frac{3 \cdot 0,42 \times 10^{-6} \cdot 2,4}{0,8 \times 10^{-3}} \]
Tính khoảng cách cho vân sáng thứ 5 của bức xạ \(\lambda_2\) (\(n = 5\)):
\[ y_{5,2} = \frac{5 \cdot 0,7 \times 10^{-6} \cdot 2,4}{0,8 \times 10^{-3}} \]
Cuối cùng, khoảng cách giữa hai vân này là:
\[ \Delta y = |y_{3,1} - y_{5,2}| \]
Tính toán cụ thể sẽ cho ra kết quả cuối cùng.