Câu hỏi:

Số nút trên dây là $n = k + 1$, với $k$ là số bụng sóng.

Khi có 7 nút, ta có $k_1 = 7 - 1 = 6$ bụng sóng. Tần số tương ứng là $f_1 = 42 \, Hz$.

Khi có 5 nút, ta có $k_2 = 5 - 1 = 4$ bụng sóng. Tần số tương ứng là $f_2$.

Vì vận tốc truyền sóng trên dây không đổi, nên ta có:

$\frac{f_1}{k_1} = \frac{f_2}{k_2}$

$\Rightarrow f_2 = \frac{f_1 \cdot k_2}{k_1} = \frac{42 \cdot 4}{6} = 28 \, Hz$.

Số nút là $k+1$ với $k$ là số bụng.

Trường hợp 1: 7 nút $\Rightarrow k_1 = 7-1 = 6$. Tần số $f_1 = 42\,Hz$.

Trường hợp 2: 5 nút $\Rightarrow k_2 = 5-1 = 4$. Tần số $f_2 = ?\,Hz$.

Ta có $f = \frac{kv}{2L}$

$\Rightarrow \frac{f_1}{f_2} = \frac{k_1}{k_2}$

$\Rightarrow f_2 = \frac{k_2}{k_1}f_1 = \frac{4}{6} \times 42 = 28\,Hz$.

Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả tính toán. Xem xét lại đề bài và các đáp án. Có vẻ như có một sự nhầm lẫn trong đề bài hoặc các đáp án. Nếu như có 7 bụng sóng ứng với tần số 42Hz và ta muốn có 5 bụng sóng, ta có:

$f_1 = 42 = \frac{7v}{2L}$

$f_2 = \frac{5v}{2L}$

$\frac{f_1}{f_2} = \frac{7}{5}$

$f_2 = \frac{5}{7}f_1 = \frac{5}{7} \times 42 = 30\,Hz$. Như vậy, đáp án gần đúng nhất là 30 Hz.

Ta có:

Bước sóng ánh sáng: $\lambda = 0,6 \mu m = 0,6.10^{-6} m$

Khoảng cách giữa hai khe: $a = 1 mm = 10^{-3} m$

Khoảng cách từ hai khe đến màn: $D = 2,5 m$

Khoảng vân: $i = \frac{\lambda D}{a} = \frac{0,6.10^{-6}.2,5}{10^{-3}} = 1,5.10^{-3} m = 1,5 mm$

Bề rộng miền giao thoa: $L = 1,25 cm = 12,5 mm$

Số khoảng vân trong miền giao thoa: $n = \frac{L}{i} = \frac{12,5}{1,5} \approx 8,33$

Số vân sáng: $N_s = 2\lfloor \frac{L}{2i} \rfloor + 1 = 2\lfloor \frac{12,5}{2.1,5} \rfloor + 1 = 2\lfloor 4,17 \rfloor + 1 = 2.4 + 1 = 9$

Số vân tối: $N_t = 2\lfloor \frac{L}{2i} + \frac{1}{2} \rfloor = 2\lfloor \frac{12,5}{2.1,5} + \frac{1}{2} \rfloor = 2\lfloor 4,17 + 0,5 \rfloor = 2\lfloor 4,67 \rfloor = 2.4 = 8 + 1 = 9$

Vậy có 10 vân sáng và 9 vân tối

Ta có công thức chu kì dao động của con lắc lò xo: $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$

Từ đó suy ra: $\frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{m_1}{m_2}}$

Thay số: $\frac{3}{1.5} = \sqrt{\frac{200}{m_2}}$

$2 = \sqrt{\frac{200}{m_2}}$

$4 = \frac{200}{m_2}$

$m_2 = \frac{200}{4} = 50$ gam