Một thấu kính hội tụ có tiêu cự 15 cm. M là một điểm nằm trên trục chính của thấu kính, P là một chất điểm dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng trùng với M. Gọi là ảnh của P qua thấu kính. Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, biên độ 5 cm thì là ảnh ảo dao động với biên độ 10 cm. Nếu P dao động dọc theo trục chính với tần số 5 Hz, biên độ 2,5 cm thì có tốc độ trung bình trong khoảng thời gian 0,2 s bằng
A. 2,25m/s
B. 22,5m/s
C. 23 m/s
D. 3, 5m/s
Lời giải của giáo viên
Khi P dao động theo phương vuông góc với trục chính, ta có:
Theo bài ra ta có ảnh là ảnh ảo nên d'<0 . Thấu kính hội tụ có ảnh ảo cùng chiều vật, nên k>0 : \(k = - \frac{{d'}}{d} \Leftrightarrow 2 = \frac{{\frac{{df}}{{d - f}}}}{d} = - \frac{f}{{d - f}} \Leftrightarrow 2 = - \frac{{15}}{{d - 15}} \Leftrightarrow d = 7,5{\rm{cm}}\)
Khi P dao động dọc theo trục chính với biên độ 2,5 cm, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l} {d_{\min }} = 7,5 - 2,5 = 5\\ {d_{\max }} = 7,5 + 2,5 = 10 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {d_1}^\prime = \frac{{{d_{\min }}f}}{{{d_{\min }} - f}} = \frac{{5.15}}{{5 - 15}} = - 7,5\\ {d_2}^\prime = \frac{{{d_{\max }}f}}{{{d_{\max }} - f}} = \frac{{10.15}}{{10 - 15}} = - 30 \end{array} \right.\)
Như vậy, trong nửa chu kì dao động của P thì đi được quãng đường là 30-7,5=22,5cm
Trong 1 chu kì dao động của P, đi được quãng đường là 2.22,5cm=45cm. Khoảng thời gian 0,2 s chính là 1 chu kì dao động của P vì tần số 5 Hz.
Do đó tốc độ trung bình của P' là .\({v_{tb}} = \frac{{45}}{{0,2}} = 225{\rm{cm/s}} = 2,25{\rm{ m/s}}\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Người ta đưa một con lắc đơn từ mặt đất lên một nơi có độ cao 5 km. Hỏi độ dài của nó phải thay đổi như thế nào để chu kì dao động không thay đổi (km)?
Một chùm bức xạ điện từ có bước sóng )=\(0,75 \mu m\) trong môi trường nước (chiết suất n = 4/3). Cho vận tốc ánh sáng trong chân không là c = 3.108 m/s. Chùm bức xạ này có tần số bằng bao nhiêu và thuộc vùng nào trong thang sóng điện từ?
Dao động điện từ trong mạch chọn sóng của máy thu khi máy thu bắt được sóng là:
Một sợi dây AB dài l = 120cm, đầu A được mắc vào một nhánh âm thoa dao động với tần số f = 40 Hz, đầu B cố định. Cho âm thoa dao động thì trên đây có sóng dừng với 4 bụng sóng. Tính tốc độ truyền sóng trên dây.
Một sóng cơ có bước sóng \(\lambda_1\) truyền từ không khí vào thủy tinh. Khi ở trong thủy tinh, người ta đo được bước sóng \(\lambda_2\). Biết chiết suất của thủy tinh bằng 1,5. Bước sóng \(\lambda_2\) bằng:
Mạch điện RLC nối tiếp đang xảy ra cộng hưởng. Nếu chỉ tăng tần số một lượng rất nhỏ thì
Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch có biểu thức: u = 220\(\sqrt 2 \)cosl00πt (V). Hiệu điện thế hiệu dụng của đoạn mạch là:
Một người thả một viên đá từ miệng giếng đến đáy giếng cạn và 3,15 s sau thì nghe thấy tiếng động do viên đá chạm đáy giếng. Cho biết tốc độ âm trong không khí là 300 m/s, lấy g = 10 m/s2. Độ sâu của giếng là
Một vật dao động điều hòa với phương trình \(x = 9\cos \left( {20\pi t + \varphi } \right){\rm{cm}} \). Tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian ngắn nhất vật đi từ vị trí cân bằng theo chiều dương đến vị cân bằng theo chiều âm
Sợi dây AB dài 1 m, đầu A cố định, đầu B dao động với tần số thay đổi được và được xem là nút sóng. Ban đầu trên dây có sóng dừng, nếu tăng tần số thêm 30 Hz thì số nút trên dây tăng thêm 5 nút. Tìm tốc độ truyền sóng?
Một con lắc đơn dây treo có chiều dài 0,5m, quả cầu có khối lượng m=10g. Cho con lắc dao động với li độ góc nhỏ trong không gian với lực F có hướng thẳng đứng từ trên xuống có độ lớn 0,04 N. Lấy \(g = 9,8m/s^2\), \(\pi = 3,14.\)Xác định chu kỳ dao động nhỏ?
Ở bề mặt một chất lỏng có hai nguồn kết hợp S1 và S2 cách nhau 20cm. Hai nguồn này dao động theo phương thẳng đứng có phương trình lần lượt là \(u_1=5cos40πt(mm) ; u_2=5cos(40πt+π)(mm)\) . Tốc độ truyền sóng trên mặt chất lỏng là 80cm/s. Số điểm dao động với biên độ cực đại trên đoạn thẳng S1S2 là
Một chất điểm dao động điều hoà có vận tốc bằng không tại hai thời điểm liên tiếp là \({t_1} = 2,2\)(s) và \({t_1} = 2,9\) (s). Tính từ thời điểm ban đầu\({t_0} = 0\) ( s) đến thời điểm t, chất điểm đã đi qua vị trí cân bằng
Tại một điểm A nằm cách xa nguồn âm có mức cường độ âm là 90dB. Cho cường độ âm chuẩn 10−12 (W/m2). Cường độ của âm đó tại A là:
Giữa hai mạch dao động xuất hiện hiện tượng cộng hưởng, nếu các mạch đó có: