Trong thí nghiệm giao thoa ánh sáng bằng khe Y-âng, nguồn phát ánh sáng đơn sắc, màn quan sát là một tấm phẳng có khối lượng 200g được gắn vào đầu một lò xo có độ cứng 20N/m. Tại vị trí cân bằng,mặt phẳng chứa 2 khe cách màn quan sát 1m. Khi màn cân bằng thì điểm M trên màn là vầng sáng bậc 6. Từ vị trí cân bằng, truyền cho màn một vận tốc ban đầu vo=2,/s theo hướng ra xa hai khe để màn dao động điều hoà theo phương ngang. Khoảng thời gian từ thời điểm truyện vận tốc cho màn đến thời điểm M trở thành vân tối lần thứ 4 là bao nhiêu ? ( Lấy pi=3,14, kết quả lấy đến 2 chữ số sau dấu phẩy)
Hãy luôn nhớ cảm ơn và vote 5*
nếu câu trả lời hữu ích nhé!
Đáp án:
`0,89s`
Giải thích các bước giải:
Chọn chiều dương cùng chiều tác động vận tốc `vecv_0`.
`m = 200 (g) = 0,2 (kg)`
$k = 20 (N/m)$
$v_0 = 2 (m/s)$
$D_0 = 1 (m)$
Tại VTCB, M là vầng sáng bậc 6:
`x_M = 6 [lambda D_0]/a = 6`
`to lambda/[x_M a ]= /[6D_0] = 1/6 `
Tần số góc dao động của lò xo:
`omega = sqrt[k/m] = sqrt[20/[0,2]] = 10` $(rad/s)$
Biên độ dao động của con lắc lò xo:
`A = v_0/omega = 2/10 = 0,2 (m)`
Phương trình khoảng cách từ mặt phẳng chứa hai khe đến màn là:
`D = D_0 + A cos (omegat + varphi_0) = 1 + 0,2 cos (10t - pi/2) (m)`
Để `M` là vân tối thì:
`[a x_M]/D = (k+ 1/2) lambda`
`to lambda/[x_M a] = 1/[D . (k + 1/2)]`
`to 1/6 = 1/[(k+ 1/2) D]`
`to D = 1 + 0,2 cos(10t - pi/2) = 6/[k + 1/2]`
`to k = 6/[1 + 0,2 cos(10t - pi/2)] - 1/2`
Vì `-1 le cos(10t - pi/2) le 1`
`to 4,5 le k le 7`
`to` Các giá trị `k` có thể thỏa mãn là `5,6,7`.
Với `k = 5 to cos(10t - pi/2) = 5/11`
Với `k = 6 to cos(10t - pi/2) = - 5/13`
Với `k = 7 to cos(10t - pi/2) = -1`
`to` Thời điểm `M` là vân tối lần thứ 4 là khi `cos(10t - pi/2) = 5/11` lần thứ `2` (lấy `pi = 3,14`)
`to t approx 0,89 (s)`
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
Bảng tin