Tại mặt nước có hai nguồn sóng A,B giống hệt nhau cách nhau 8cm, gọi M,N là hai điểm trên mặt nước sao cho MN=4cm và tạo với ABmột hình thang cân (MN//AB), biết M,N dao động với biên độ cực đại. Bước sóng trên mặt nước là 1cm. Để trên đoạn MN có đúng 5 điểm dao động cực đại thì diện tích của hình thang phải là:
Trả lời bởi giáo viên
Để trên đoạn MN có 5 cực đại thì M phải thuộc cực đại bậc 2 nên k=2
M là cực đại thì d1−d2=kλ=2.1=2cm(1)
Xét tam giác AHMcó:
d21=AM2=AH2+HM2=(AO+OH)2+h2=(AB2+OH)2+h2=62+h2(2)
Tương tự xét tam giác BMH có:
d22=BM2=BH2+HM2=(OB−OH)2+h2=(AB2−OH)2+h2=22+h2(3)
Lấy (2) trừ (3) vế theo vế ta có: d21−d22=32(4) từ (1) thay vào (4) suy ra:
(d1−d2)(d1+d2)=32⇒d1+d2=32d1−d2=322=16cm
Vậy ta có hệ: {d1−d2=2d1+d2=16⇒{d1=9cmd2=7cm Thay vào (2) suy ra: h=3√5cm
Vậy diện tích lớn nhất của hình thang: S=12.h(AB+MN)=18√5cm2.
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng điều kiện cực đại của hai nguồn cùng pha: d2−d1=kλ
+ Vận dụng các hệ thức trong tam giác
+ Sử dụng công thức tính diện tích hình thang: S=12(đáy lớn + đáy nhỏ).chiều cao