已知平面余弦波波源的振动周期为0.5s,所激起波的波长为10m,振幅为0.1m,当t=0时,波源处振动的位移恰为正方向
的最大值,取波源处为原点并设波沿正方向传播,求:
(1)此波的方程
(2)沿波传播方向距离波源为λ/2处的振动方程
(3)当t=T/4时,波源和距离波源为λ/4,λ/2,3λ/4及λ的各点各自离开平衡位置的位移。
(4)当t=T/2时,波源和距离波源为λ/4,λ/2,3λ/4及λ的各点各自离开平衡位置的位移;并根据(3)(4)计算结果画出波形(y-x)曲线
(5)当t=T/4和T/2时,距离波源λ/4处质点的振动速度。
(1)由题给初始条件可判断波源初相位为0,将T=0.5s、λ=10m、A=0.1m代入波函数标准式,可得所求波函数为:
=0.1cos2π(2t-0.1x) x≥0$x=λ/2=5m时,该点振动方程为:y=0.1cos(4πt-π)(2)t=T/4,波源处x0=0,位移y0=0.1cosπ/2=0;
x1=λ/4处,位移y1=0.1cos4πt=0.1m;
x2=λ/2处,位移y2=0.1cos4πt=0;
x3=3λ/4处,位移y3=0.1cos4πt=-0.1m;
x4=λ处,位移y4=0.1cos4πt=0。(3)t=T/2,x0=0,位移y0=0.1cosπ=-0.1m;
x1=λ/4处,位移y1=0.1cos4πt=0;
x2=λ/2处,位移y2=0.1cos(π-π)=0.1m;
x3=3λ/4处,位移y3=0.1cos4πt=0;
x4=λ处,位移y4=0.1cos(π-2π)=-0.1m。
(4)波形曲线如图所示:
同理,当t=T/2时,距离波源λ/4处质点的振动速度为:V= —0.4π(m/s)