Chúng ta sẽ lần lượt giải từng câu theo yêu cầu.
---
**Câu 1:**
- Tốc độ sóng trên mặt nước: \( v = 50 \text{ cm/s} \)
- Tần số: \( f = 40 \text{ Hz} \)
Bước sóng được tính theo công thức:
\[
\lambda = \frac{v}{f} = \frac{50}{40} = 1.25 \text{ cm}
\]
Trong thí nghiệm giao thoa sóng nước với hai nguồn kết hợp, khoảng cách giữa hai điểm cực đại giao thoa kế tiếp (cách nhau trên đoạn thẳng \( S_1 S_2 \)) là:
\[
\Delta d = \frac{\lambda}{2} = \frac{1.25}{2} = 0.625 \text{ cm}
\]
**Đáp số:** Khoảng cách giữa hai điểm cực đại cạnh nhau trên đoạn \( S_1 S_2 \) là 0.625 cm.
---
**Câu 2:**
- Phương trình dao động của nguồn A và B:
\[
u_A = u_B = 2 \cos 20\pi t
\]
- Tốc độ truyền sóng: \( v = 50 \text{ cm/s} \)
- Tần số: Ta xác định tần số từ biểu thức dao động:
\[
\omega = 20\pi \Rightarrow f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{20\pi}{2\pi} = 10 \text{ Hz}
\]
- Bước sóng:
\[
\lambda = \frac{v}{f} = \frac{50}{10} = 5 \text{ cm}
\]
- Điểm M cách A và B:
\[
d_1 = 5 \text{ cm}, \quad d_2 = 25 \text{ cm}
\]
Tính hiệu đoạn đường:
\[
\Delta d = |d_2 - d_1| = |25 - 5| = 20 \text{ cm}
\]
Số bội của bước sóng:
\[
m = \frac{\Delta d}{\lambda} = \frac{20}{5} = 4
\]
Điểm M là vị trí cực đại nếu hiệu đoạn đường là bội nguyên của bước sóng:
\[
\Delta d = m \lambda, \quad m = 0,1,2,3,...
\]
Vậy \( m = 4 \) nghĩa là điểm M là cực đại thứ 4.
**Đáp số:** Điểm M là cực đại thứ 4.
---
**Câu 3:**
- Hai nguồn cùng pha tại AB
- Điểm M có:
\[
d_1 = 2.5 \lambda, \quad d_2 = 3 \lambda
\]
Hiệu đoạn đường:
\[
\Delta d = |d_2 - d_1| = |3 - 2.5| \lambda = 0.5 \lambda
\]
- Giao thoa cực đại xảy ra khi:
\[
\Delta d = k \lambda, \quad k = 0,1,2,...
\]
- Giao thoa cực tiểu xảy ra khi:
\[
\Delta d = \left(k + \frac{1}{2}\right) \lambda
\]
Ở đây:
\[
\Delta d = 0.5 \lambda = \left(0 + \frac{1}{2}\right) \lambda
\]
Vậy M nằm trên vân cực tiểu.
---
Bây giờ ta cần xác định M thuộc cực tiểu thứ mấy, tính từ đường trung trực AB.
- Vì M nằm lệch so với trung trực AB một khoảng \( x \), cần xác định chỉ số vân dựa vào vị trí:
Hai nguồn cách nhau \( d = AB \). Mệnh đề chưa cho \( d \), nhưng giả sử \( d \) là khoảng cách giữa hai nguồn.
Công thức vân cực tiểu số \( m \) tính từ đường trung trực:
\[
\Delta d = \left(m + \frac{1}{2}\right) \lambda
\]
Ở đây \( m = 0 \) ứng với đường trung trực (vì đường trung trực là cực đại khi nguồn cùng pha, tuy nhiên do vị trí M nằm lệch nên cần xác định \( m \)).
Nếu coi \( m = 0 \) tương ứng với vân cực tiểu đầu tiên từ trung trực (vì đường trung trực là vân cực đại khi nguồn cùng pha), thì M thuộc cực tiểu thứ 0,5, tức là cực tiểu thứ 1.
**Kết luận:** M là cực tiểu thứ 1 (tính từ đường trung trực).
---
**Câu 4:**
- Hai nguồn A, B cùng pha, tần số:
\[
f = 10 \text{ Hz}
\]
- Vận tốc sóng:
\[
v = 30 \text{ cm/s}
\]
- Điểm M có khoảng cách tới A, B:
\[
d_1 = 31 \text{ cm}, \quad d_2 = 25 \text{ cm}
\]
Bước sóng:
\[
\lambda = \frac{v}{f} = \frac{30}{10} = 3 \text{ cm}
\]
Hiệu đoạn đường:
\[
\Delta d = |d_1 - d_2| = |31 - 25| = 6 \text{ cm}
\]
Xác định \( m \):
\[
m = \frac{\Delta d}{\lambda} = \frac{6}{3} = 2
\]
Vì nguồn cùng pha, vân cực đại khi:
\[
\Delta d = m \lambda, \quad m = 0,1,2,...
\]
Vậy M là vân cực đại thứ 2.
Khoảng cách từ đường trung trực:
Vân cực đại thứ \( m \) tính từ đường trung trực. Vậy M là cực đại thứ 2 tính từ đường trung trực.
**Đáp số:** M là vân cực đại thứ 2.
---
**Câu 5:**
- Hai nguồn S1, S2 dao động cùng pha, cùng tần số:
\[
f = 20 \text{ Hz}
\]
- Điểm M có:
\[
d_1 = 34 \text{ cm}, \quad d_2 = 22 \text{ cm}
\]
- M là cực đại giao thoa.
- Trong khoảng giữa M và đường trung trực còn 3 cực đại khác.
Tính vận tốc truyền sóng.
Bước 1: Tính hiệu đoạn đường tại M:
\[
\Delta d_M = |34 - 22| = 12 \text{ cm}
\]
Vì M là cực đại, nên:
\[
\Delta d_M = m \lambda, \quad m \in \mathbb{N}
\]
Tính \( m \) tạm thời gọi là \( m_0 \).
Bước 2: Số cực đại giữa M và đường trung trực là 3. Khoảng cách giữa các cực đại là \(\lambda\).
Khoảng cách \( \Delta m = 3 \), tức M là cực đại thứ \( m_0 = 4 \) (từ trung trực, cực đại thứ 0 là tại đường trung trực).
Vậy:
\[
\Delta d_M = m_0 \lambda = 4 \lambda = 12 \implies \lambda = \frac{12}{4} = 3 \text{ cm}
\]
Bước 3: Vận tốc truyền sóng:
\[
v = f \lambda = 20 \times 3 = 60 \text{ cm/s}
\]
**Đáp số:** Vận tốc truyền sóng trên mặt nước là 60 cm/s.
---
**Câu 6:**
- Tần số: \( f = 40 \text{ Hz} \)
- Khoảng cách giữa hai cực đại gần nhau nhất trong đoạn MN là \( 1.5 \text{ cm} \).
- Ta biết khoảng cách giữa hai cực đại liên tiếp là \( \frac{\lambda}{2} \).
Vậy:
\[
\frac{\lambda}{2} = 1.5 \implies \lambda = 3 \text{ cm}
\]
Vận tốc truyền sóng:
\[
v = f \lambda = 40 \times 3 = 120 \text{ cm/s}
\]
**Đáp số:** Vận tốc truyền sóng là 120 cm/s.
---
**Câu 7:**
- Hai nguồn S1, S2 cách nhau \( d = 9.5 \text{ cm} \)
- Tần số: \( f = 100 \text{ Hz} \)
- Giữa S1, S2 có 10 vân cực đại, chia thành 11 đoạn.
Ta biết:
Số cực đại giữa hai nguồn:
\[
N = \frac{d}{\frac{\lambda}{2}} + 1 = \frac{2d}{\lambda} + 1
\]
Số đoạn giữa 2 nguồn là 11, tức số cực đại là 10 (giữa 2 nguồn).
Từ đó ta có:
\[
N = 10 = \frac{2d}{\lambda} + 1 \implies \frac{2d}{\lambda} = 9 \implies \lambda = \frac{2d}{9} = \frac{2 \times 9.5}{9} = \frac{19}{9} \approx 2.11 \text{ cm}
\]
Vận tốc truyền sóng:
\[
v = f \lambda = 100 \times 2.11 = 211 \text{ cm/s}
\]
**Đáp số:** Vận tốc truyền sóng là khoảng 211 cm/s.
---
Nếu bạn cần giải thích chi tiết thêm cho câu nào, bạn cứ hỏi nhé!