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
Cho hai dao động điều hòa cùng phương có phương trình lần lượt là: x1 = A1coswt và \({x_2} = {A_2}\cos (\omega t + \frac{\pi }{2})\) . Biên độ dao động tổng hợp của hai động này là
Công suất của một đoạn mạch R, L, C nối tiếp không phụ thuộc vào:
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo l, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g. Tần số dao động của con lắc là
Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ. Biết \(R = 80\Omega ,\,r = 20\Omega ,\,L = \frac{2}{\pi }H,\) tụ C có điện dung biến thiên. Hiệu điện thế \({u_{AB}} = 120\sqrt 2 \cos 100\pi t\,\,(V).\) Điều chỉnh điện dung C để công suất trên mạch cực đại. Điện dung và công suất tiêu thụ trong mạch lúc đó lần lượt là:
Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là r0. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt
Khi nói về sự phóng xạ, phát biểu nào dưới đây là đúng?
Đặt một điện áp xoay chiều u = \(U\sqrt 2 \)cos(ωt) (U và ω không đổi) vào hai đầu một đoạn mạch chỉ có tụ điện có điện dung C. Cường độ dòng điện hiệu dụng I qua mạch có biểu thức là
Một đoạn mạch RLC mắc nối tiếp được mắc vào điện áp \(u=U\sqrt2cos(\omega t)\) U không đổi). Cường độ dòng điện hiệu dụng trong mạch đạt giá trị cực đại khi
Đặt một điện áp xoay chiều có tần số f thay đổi vào hai đầu đoạn mạch RLC nối tiếp thì thấy khi f=40Hz và f=90Hz thì điện áp hiệu dụng đặt vào điện trở R như nhau. Để xảy ra cộng hưởng trong mạch thì tần số phải bằng
Mạch dao động để chọn sóng của một máy thu thanh gồm một cuộn dây có hệ số tự cảm \(L = 20\mu H\) và một tụ có điện dung C = 880pF. Mạch dao động nói trên có thể bắt được sóng có bước sóng: