Hai chất điểm dao động điều hòa cùng tần số, dọc theo hai đường thẳng song song và cách nhau 5 cm, vị trí cân bằng của chúng nằm trên đường vuông góc chung và có đồ thị dao động như hình vẽ. Biết rằng gia tốc của chất điểm (1) có độ lớn cực đại bằng 7,5 m/s2 (lấy \({\pi ^2} = 10\)). Khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm trong quá trình dao động gần với giá trị nào dưới đây nhất:
A. 10,5 cm.
B. 7,5 cm.
C. 6,5 cm.
D. 8,7 cm
Lời giải của giáo viên
+ Ta có \({a_{1max}} = {\omega ^2}{A_1} = 7,5 \Rightarrow \omega = 5\pi \) rad/s.
+ Xét dao động (1). Tại thời điểm \(t = \frac{7}{{20}}\)s, chất điểm đang ở vị trí biên dương. Thời điểm t = 0 ứng với góc lùi \(\Delta {\varphi _1} = \omega t = \frac{{7\pi }}{4}\) rad.
Từ hình vẽ ta xác định được \({x_1} = 3\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{4}} \right)\)cm.
+ Với dao động (2). Tại thời điểm \(t = \frac{1}{6}\)s, chất điểm đang đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm. Thời điểm t = 0 ứng với góc lùi \(\Delta {\varphi _2} = \omega t = \frac{{5\pi }}{6}\)rad.
Từ hình vẽ, ta xác định được \({x_2} = 6\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\)cm.
+ Khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm theo phương Ox: \({d_x} = \sqrt {A_1^2 + A_2^2 - 2{A_1}{A_2}\cos \left( {\Delta \varphi } \right)} \approx 7,37\)cm
Khoảng cách lớn nhất giữa hai chất điểm \({d_{max}} = \sqrt {{5^2} + 7,{{37}^2}} = 8,9\)cm
Đáp án D
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Một vật dao động điều hòa với gia tốc cực đại bằng 86,4 m/s2, vận tốc cực đại bằng 2,16 m/s. Chiều dài quỹ đạo là:
Dao động của con lắc đơn treo trong một con tàu đang neo đậu trên mặt biển có sóng là:
Một sóng ngang có chu kì 0,025 s, lan truyền trên mặt nước với vận tốc 1,5 m/s. Hai điểm M và N trên phương truyền sóng và cách nhau một đoạn 0,625 cm thì dao động lệch pha nhau một góc:
Khi gia tốc của một chất điểm dao động điều hòa có độ lớn cực đại thì:
Dao động tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ có:
Một vật dao động điều hòa với biên độ A, khi vật cách vị trí cân bằng một đoạn 0,2A thì tỉ số giữa động năng và thế năng của vật là:
Một vật có khối lượng m = 800 g dao động điều hòa. Biết thế năng của vật biến thiên với chu kì \(T = \frac{\pi }{{20}}s\) và có giá trị cực đại 0,4 J. Biên độ dao động của vật là:
Giữ quả nặng của con lắc đơn sao cho dây treo lệch một góc 450 rồi buông nhẹ cho dao động (bỏ qua mọi ma sát). Dao động của con lắc là dao động:
Một lò xo có độ cứng k = 20 N/m một đầu treo cố định, đầu còn lại gắn viên bi có khối lượng m tạo thành con lắc lò xo treo thẳng đứng. Người ta tác dụng vào viên bi một ngoại lực \(F = {F_o}\cos \left( {2\pi ft + \varphi } \right)\) (chỉ có f thay đổi được) làm cho viên bi dao động dọc theo trục của lò xo. Khi cho f thay đổi thì biên độ dao động của viên bi thay đổi, khi f = 5 Hz thì biên độ của viên bi lớn nhất. Khối lượng của viên bi bằng?
Một vật dao động điều hòa với chu kì 1 s, sau khoảng thời gian 0,5 s vật đi được một quãng đường 18 cm. Biên độ dao động của vật là:
Hai con lắc đơn có cùng khối lượng, chiều dài l1 = 81 cm và l2 = 64 cm, dao động tại cùng một nơi với cơ năng bằng nhau. Nếu biên độ góc của con lắc có chiều dài l1 là 40 thì biên độ góc của con lắc có chiều dài l2 là:
Người ta gây ra một dao động với tần số 20 Hz ở đầu O của một sợi dây rất dài, tạo nên sóng ngang lan truyền trên dây và sau 6 giây sóng truyền được 3 m. Bước sóng bằng:
Phương trình dao động của một vật là \(x = 5\cos \left( {2\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)cm\) (t tính bằng giây). Tốc độ cực đại của vật là