Hỏi tỉ số $\dfrac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}$ gần giá trị nào nhất ?

hoankuty

Ngố Design
Bài toán
Một chất điểm thực hiện hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là${{A}_{1}}$và ${{A}_{2}}$, có độ lệch pha không đổi là ${{90}^{0}}$ . Biết rằng tại thời điểm ban đầu, thế năng của dao động thứ hai là n (mJ) và động năng của dao động thứ nhất là n+24 (mJ). Sau đó, khi thế năng của dao động thứ nhất giảm ba lần thì động năng của nó gấp năm lần so với động năng của dao động thứ hai ở thời điểm ban đâu và có giá trị bằng 5n (mJ) . Hỏi tỉ số $\dfrac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}$gần giá trị nào nhất? Biết cơ năng của dao động tổng hợp là 5n+36 (mJ).
A. 2,06
B. 1,74
C. 2,24
D. 1,42
 
Last edited:
Coi đây là dao động của con lắc lò xo, ta có
$W_{1}=\dfrac{1}{2}kA_{1}^{2}
W_{2}=\dfrac{1}{2}kA_{2}^{2}$
Tại $t_{1}: W_{d1}=n+24, W_{t2}=2$
Tại $t_{2}: W_{d1}=5W_{d2}$ (tại t1)=$5n$
Suy ra Wđ2 tại t1=Wt2 tại t1=n, Vậy tại thời điểm t1, vật đang ở vị trí có li độ $x=\dfrac{A\sqrt{2}}{2} $ (coi là như thế), vì hai vật vuông pha nên tại t1, vật 1 cũng đang ở vị trí động năng bằng thế năng
Từ đây ta được $W1=2\left(n+24\right), W2=2n$
Mà W=5n+0,36 $\Rightarrow n=47,64$
Vậy $\dfrac{A1}{A2}\approx 1,2262...$
@@ Mình làm sai ở đâu vậy???
 
Bài chế nên cũng khong biết sai hay đúng. Bạn check giải giùm mình nhé :
Lời giải

Ta thấy, đề bài cho hai dao động vuông pha. Điều này gợi ngay cho ta liên tưởng tới hệ thức tính biên độ của dao động tổng hợp : ${{A}^{2}}={{A}_{1}}^{2}+{{A}_{2}}^{2}$ . Chưa hết, từ hệ thức trên, ta có thể suy biến về hệ thức cơ năng của dao động tổng hợp.

Thật vậy ta có : $\dfrac{1}{2}m{{\omega }^{2}}{{A}^{2}}=\dfrac{1}{2}m{{\omega }^{2}}\left({{A}_{1}}^{2}+{{A}_{2}}^{2}\right)\Rightarrow {{\text{W}}_{th}}={{\text{W}}_{1}}+{{\text{W}}_{2}}$

Mà ta đã biết cơ năng của dao động tổng hợp là 5n+36 (mJ). Vậy điều này chứng tỏ suy luận của ta là đúng.

Do đó :${{\text{W}}_{1}}+{{\text{W}}_{2}}$=5n+36 (mJ)

Bảo toàn cơ năng cho dao động thứ nhất :

${{\text{W}}_{{{t}_{1}}}}+{{\text{W}}_{{{d}_{1}}}}={{\text{W}}_{{{t}_{2}}}}+{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}\left(={{\text{W}}_{1}}\right)$
$\Leftrightarrow 3{{\text{W}}_{t{}_{2}}}+n+24={{\text{W}}_{{{t}_{2}}}}+{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}\Rightarrow {{\text{W}}_{{{t}_{2}}}}=\dfrac{{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}}{2}-\dfrac{n}{2}-12$
Gọi : $\dfrac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}=t\Rightarrow {{\text{W}}_{1}}={{t}^{2}}{{\text{W}}_{2}}\Leftrightarrow {{\text{W}}_{{{t}_{2}}}}+{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}={{t}^{2}}\left({{\text{W}}_{t{{'}_{2}}}}+{{\text{W}}_{d{{'}_{2}}}}\right)$
\[M\grave{a}:{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}=5{{\text{W}}_{d{{'}_{2}}}}=5n;{{\text{W}}_{{{t}_{2}}}}=\dfrac{{{\text{W}}_{{{d}_{2}}}}}{2}-\dfrac{n}{2}-12\]$\Rightarrow 7,5n-\dfrac{n}{2}-0,012={{t}^{2}}\left(12+n\right)\Leftrightarrow 7n-12={{t}^{2}}\left(12+n\right)\left(1\right)$

Mặt khác :

\[{{\text{W}}_{1}}+{{\text{W}}_{2}}={{t}^{2}}{{\text{W}}_{2}}+{{\text{W}}_{2}}=\Leftrightarrow \left(n+12\right)\left({{t}^{2}}+1\right)=5n+36\left(2\right)\]

$C\acute{o}\text{ }\left(1 \right)+\left(2 \right)\Rightarrow \left\{ \begin{align}

& {{t}^{2}}=3 \\

& n=12\left(mJ\right) \\

\end{align} \right.\Rightarrow t=\dfrac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}=\sqrt{3}\approx 1,74$
 
Last edited:
Đề bài bạn gõ nhầm chỗ 0,36 với 36, nếu không thì kết quả bài làm của mình suýt thì đúng $W1=2\left(n+24\right), W2=2n \Rightarrow W1+W2=5n+36\Rightarrow n=12 $
$\Rightarrow \dfrac{W1}{W2}=\dfrac{2.\left(12+24\right)}{2+12}=3 $
 

Quảng cáo

Back
Top