Tỉ số độ lớn vận tốc của con lắc thứ 2 và con lắc thứ nhất khi chúng gặp nhau:

Jeremy Nguyễn

New Member
Bài toán
2 con lắc đơn có cùng khối lượng vật nặng dao động trong 2 mặt phẳng song song cạnh nhau và có cùng VTCB. Chu kì dao động của con lắc thứ nhất bằng hai lần chu kì dao động của con lắc thứ hai. Biên độ dao động của con lắc thứ 2 bằng 3 lần biên độ dao động của con lắc thứ nhất. Khi 2 con lắc gặp nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng 3 lần thế năng. Tỉ số độ lớn vận tốc của con lắc thứ 2 và con lắc thứ nhất khi chúng gặp nhau:
A. 4
B. $\sqrt{\dfrac{14}{3}}$
C. $\sqrt{\dfrac{140}{3}}$
D. 8
 
Từ đề bài ta có : Con lắc thứ nhất có tốc độ góc $\omega $, biên độ $A$ thì con lắc thứ hai có tốc độ góc $2 \omega $, biên độ $3A$.
Khi hai con lắc gặp nhau thì con lắc thứ nhất có động năng bằng ba lần thế năng ta sẽ có : $W_{đ} = 3.W_{t} \Leftrightarrow \dfrac{A^{2} - x^2}{x^2} = 3 \Leftrightarrow \left|x \right| = \dfrac{A}{2}$ suy ra li độ của con lắc thứ hai tại thời điểm này cũng là $\dfrac{A}{2}$
Do vậy , theo công thức độc lập với thời gian ta có :
$$\begin{cases} v_1 = \omega \sqrt{A^2 -\left(\dfrac{A}{2}\right)^2}=\dfrac{\omega .A.\sqrt{3}}{2} \\ v_2 =2.\omega \sqrt{\left(3A\right)^2 -\left(\dfrac{A}{2}\right)^2}=\omega .A.\sqrt{35} \end{cases}$$
$$\Rightarrow \dfrac{v_2}{v_1}= \sqrt{\dfrac{140}{3}}$$
 

Quảng cáo

Back
Top