Câu hỏi:
Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của vận tốc của hai con lắc dao động điều hòa: con lắc 1 đường 1 và con lắc 2 đường 2. Biết biên độ dao động của con lắc thứ 2 là $9 \mathrm{~cm}$. Xét con lắc 1, tốc độ trung bình của vật trên quãng đường từ lúc $\mathrm{t}=0$ đến thời điểm lần thứ 3 động năng bằng 3 lần thế năng gần nhất với giá trị
A. $15 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$.
B. $17 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$
C. $20 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$
D. $13 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$.
Hình vẽ là đồ thị phụ thuộc thời gian của vận tốc của hai con lắc dao động điều hòa: con lắc 1 đường 1 và con lắc 2 đường 2. Biết biên độ dao động của con lắc thứ 2 là $9 \mathrm{~cm}$. Xét con lắc 1, tốc độ trung bình của vật trên quãng đường từ lúc $\mathrm{t}=0$ đến thời điểm lần thứ 3 động năng bằng 3 lần thế năng gần nhất với giá trị
A. $15 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$.
B. $17 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$
C. $20 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$
D. $13 \mathrm{~cm} / \mathrm{s}$.
${{\omega }_{2}}=\dfrac{{{v}_{2\max }}}{{{A}_{2}}}=\dfrac{6\pi }{9}=\dfrac{2\pi }{3}$ (rad/s)
${{T}_{2}}=1,5{{T}_{1}}\Rightarrow {{\omega }_{1}}=1,5{{\omega }_{2}}=1,5.\dfrac{2\pi }{3}=\pi \to {{A}_{1}}=\dfrac{{{v}_{1\max }}}{{{\omega }_{1}}}=\dfrac{10\pi }{\pi }=10$ (cm)
Thời điểm $t=0$ thì $v=\dfrac{{{v}_{\max }}}{2}$ và đang giảm $\Rightarrow x=\dfrac{A\sqrt{3}}{2}$ theo chiều dương $\Rightarrow {{\varphi }_{0}}=-\dfrac{\pi }{6}$
Thời điểm ${{W}_{d}}=3{{W}_{t}}\Rightarrow \left| x \right|=\dfrac{A}{2}$ lần thứ 3 là $\varphi =-\dfrac{2\pi }{3}$
$S=4{{A}_{1}}-\dfrac{{{A}_{1}}}{2}-\dfrac{{{A}_{1}}\sqrt{3}}{2}=4.10-\dfrac{10}{2}-\dfrac{10\sqrt{3}}{2}=35-5\sqrt{3}$ (cm)
$\Delta t=\dfrac{\alpha }{{{\omega }_{1}}}=\dfrac{\dfrac{\pi }{6}+\pi +\dfrac{\pi }{3}}{\pi }=1,5$ (s)
${{v}_{tb}}=\dfrac{S}{t}=\dfrac{35-5\sqrt{3}}{1,5}\approx 17,56$ (cm/s).
${{T}_{2}}=1,5{{T}_{1}}\Rightarrow {{\omega }_{1}}=1,5{{\omega }_{2}}=1,5.\dfrac{2\pi }{3}=\pi \to {{A}_{1}}=\dfrac{{{v}_{1\max }}}{{{\omega }_{1}}}=\dfrac{10\pi }{\pi }=10$ (cm)
Thời điểm $t=0$ thì $v=\dfrac{{{v}_{\max }}}{2}$ và đang giảm $\Rightarrow x=\dfrac{A\sqrt{3}}{2}$ theo chiều dương $\Rightarrow {{\varphi }_{0}}=-\dfrac{\pi }{6}$
Thời điểm ${{W}_{d}}=3{{W}_{t}}\Rightarrow \left| x \right|=\dfrac{A}{2}$ lần thứ 3 là $\varphi =-\dfrac{2\pi }{3}$
$S=4{{A}_{1}}-\dfrac{{{A}_{1}}}{2}-\dfrac{{{A}_{1}}\sqrt{3}}{2}=4.10-\dfrac{10}{2}-\dfrac{10\sqrt{3}}{2}=35-5\sqrt{3}$ (cm)
$\Delta t=\dfrac{\alpha }{{{\omega }_{1}}}=\dfrac{\dfrac{\pi }{6}+\pi +\dfrac{\pi }{3}}{\pi }=1,5$ (s)
${{v}_{tb}}=\dfrac{S}{t}=\dfrac{35-5\sqrt{3}}{1,5}\approx 17,56$ (cm/s).
Đáp án B.