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有一列平面简谐波,其波动方程为,求:(1)在什么时刻,在坐标原点x=0处会第一次出现波峰?(2)当t2=1.0s时,最靠近坐标原点的波峰位置距原点多远?
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参考解答
正确答案:×
(1)所谓出现波峰,即位移等于正最大,将x=0和y=5.0m代入波动方程中,有解得50t—π/2=±2kπ(2)题意要求第一次出现波峰,故取k=0.由此得出原点处第一次出现波峰的时刻为t1=π/100=0.0314(s)(2)从波动方程可知,ω=50rad.s-1,2π/λ=2.0m-1.于是,波长和周期分别为λ=2π/2.0=3.14(m)T=2π/ω=2π/50=0.1257(s)从原点处第一次出现波峰的时间t1=0.0314s到t2=1.0s,经过的时间是△t=t2—t2=0.9686s经过的周期为△N=△t/T=7.71从波动方程得知,波向OX轴负向传播.经过7.71个周期,波峰向OX轴负向移动了7.71λ.因此,t2=1.0s时,靠近原点最近的两个波峰,其位置离原点的距离分别为左边:x=7.71λ—7λ=0.71×3.14=2.23(m)右边:x'=λ—x=3.14—2.23=0.91(m)
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