一振幅为10cm 波长为200cm的简谐横波 沿着一条很长的水平绷紧弦从左向右行进 波速为100cm/s。取弦上一点为坐

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一振幅为10cm、波长为200cm的简谐横波,沿着一条很长的水平绷紧弦从左向右行进,波速为100cm/s。取弦上一点为坐标原点,x轴指向右方。在t=0时,原点处质元从平衡位置开始向位移负方向运动。求:

以

SI

单位表示的波动表达式(用余弦函数)

及弦上任一点的最大振动速度

以

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以SI单位表示的波动表达式(用余弦函数)及弦上任一点的最大振动速度

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答案解析

难度★★☆ 搜索
  • 根据题意可知简谐横波的频率为    ν=u/λ=1/2=0.5(Hz)
       角频率为    ω=2πν=2π×0.5=π(rad/s)
       角波数为    k=2π/λ=2π/2=π(m-1)
       振幅为    A=0.1m
       由于在t=0时,原点处质元从平衡位置开始向位移负方向运动,故原点处质元的初相为
       ψ0=π/2
       则波函数为  y=0.1cos(πt-πx+0.5π)

     $弦上任一处质元振动的速度最大值为
       vmax=Aω=0.1π=3.14×10-1(m/s)