The Collectors

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng...

Câu hỏi: Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương có li độ $x_{1}$ và $x_{2}$. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của $x_{1}$ và $x_{2}$ theo thời gian t.
image3.png
Tại thời điểm t = T/6 vật có thế năng 40.10-3​J. Tại thời điểm $t=\dfrac{2T}{3}$, động năng của vật có giá trị bằng
A. $\text{22,5 mJ}.$
B. $\text{45 mJ}.$
C. $\text{90 mJ}.$
D. $\text{11,25 mJ}.$
Đồ thị $\Rightarrow x_{1}$ vuông pha $x_{2}$. Chu kì $\mathrm{T}=12$ ô, $\mathrm{A}_{1}=3 \mathrm{~cm} \mathrm{~A}=4 \mathrm{~cm} \Rightarrow \mathrm{A}=5 \mathrm{~cm}$
Đồ thị $\Rightarrow \mathrm{t}=\mathrm{T} / 6$ : cuối ô thứ $2: x_{2}=-4 \mathrm{~cm} \Rightarrow x_{1}=0 \Rightarrow x=x_{1}+x_{2}=-4 \mathrm{~cm} \Rightarrow k=\dfrac{2 W_{t}}{x^{2}}=50 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$.
Cơ năng : $W=\dfrac{1}{2}k{{A}^{2}}=\dfrac{1}{2}.50.{{({{5.10}^{-2}})}^{2}}=0,0625J=62,5mJ$.
Đồ thị $\Rightarrow \mathrm{t}=8 \mathrm{~T} / 12$ cuối ô thứ 8, ta có:
$x={{x}_{1}}+{{x}_{2}}=4cm$ $\Rightarrow$ ${{W}_{d}}=W-{{W}_{t}}=\dfrac{1}{2}k({{A}^{2}}-{{x}^{2}})=\dfrac{1}{2}k({{A}^{2}}-{{x}^{2}})\dfrac{1}{2}.50.({{5}^{2}}-{{4}^{2}}){{10}^{-4}}=0,0225J=22,5mJ$. Chọn A.
Giải thêm: Tìm phương trình dao động
+Từ đồ thị ta thấy thời gian dao động của ${{x}_{1}}$ từ đi từ vị trí ban đầu x0 về cân bằng thời gian là 2 ô nên: $\Delta t=2\dfrac{T}{12}=\dfrac{T}{6}\Rightarrow \dfrac{\pi }{2}-{{\varphi }_{1}}=\pi /3\Rightarrow {{\varphi }_{1}}=\pi /6$. => ${{x}_{1}}=3\cos (\omega t+\dfrac{\pi }{6})cm$
+Từ đồ thị ta thấy thời gian dao động của ${{x}_{2}}$ từ đi từ vị trí ban đầu x0 =-2 cm về biên âm thời gian là 2 ô nên: $\Delta t=2\dfrac{T}{12}=\dfrac{T}{6}\Rightarrow \pi -\dfrac{\pi }{3}={{\varphi }_{2}}\ hay\ {{\varphi }_{2}}\ =\dfrac{2\pi }{3}$ => ${{x}_{2}}=4\cos (\omega t+\dfrac{2\pi }{3})cm$.
+ Dao động tổng hợp: $x={{x}_{1}}+{{x}_{2}}=3\cos (\omega t+\dfrac{\pi }{6})+4\cos (\omega t+\dfrac{2\pi }{3})=5\cos (\omega t+1,45)cm$
Đáp án A.
 

Quảng cáo

Back
Top