一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O,用手握住绳的左端使其沿y

一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动,于是在绳上形成一列简谐波.求:

 (1)若从波传到平衡位置在x = 1 m处的M质点时开始计时,那么经过的时间等于多少时,平衡位置在x = 4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置?

    (2)从绳的左端点开始做简谐运动起,当它通过的总路程为88 cm时,N质点振动通过的总路程是多少?

答案

(1)由波的传播特性和波动图象知,波长= 2 m

波从x = 1 m传至x = 4.5 m处的N质点需要的时间t = (7/4) T

此时x = 4.5 m处的质点正向y轴负方向运动

x = 4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置还需T/2,因此

= (9/4)T = 2.25 s

此时波形如图:

   (2)由图知,振幅A = 8 cm

    质点在一个周期内通过的路程为4A = 32 cm

    O质点通过88 cm的路程共经过的时间为(11/4) T

      从x = 0 m传至x = 4.5 m处的N质点需要时间t1为(9/4) T,

    质点N运动的时间为(1/2)T

    所以质点N振动通过的总路程为2A = 16 cm.


解析:

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