Hai vật M và N theo thứ tự dao động điều hòa theo hai phương Ox, Oy vuông góc với nhau, có cùng vị trí cân bằng O. Phương trình dao động của M và N lần lượt là xM = Acos(ωt + φ 1); \( {u_N} = A\sqrt 3 \cos (\omega t + {\varphi _2})\). Tại thời điểm t1 vật M có li độ 1cm. Tại thời điểm \( {t_2} = {t_1} + \frac{\pi }{{2\omega }}\) vật N có li độ 2cm, Biết tại mọi thời điểm ta luôn có mối liên hệ giữa li độ và vận tốc của hai vật là xMvM+ yNvN= 0. Khoảng cách giữa hai vật tại thời điểm t1có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A.
3,1cm
B. 1,2cm
C. 6,2cm
D. 2,5cm
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Từ biểu thức xMvM+yNvN=0. Đạo hàm 2 vế của biểu thức theo thời gian ta được:
\(\begin{array}{l} v_M^2 + {x_M}{a_M} + v_N^2 + {y_N}{a_N} = 0 \Leftrightarrow {\omega ^2}(A_M^2 - {x_M}^2) - {\omega ^2}{x_M}^2 + {\omega ^2}(A_N^2 - {y_N}^2) - {\omega ^2}{y_N}^2 = 0\\ \Leftrightarrow {x_M}^2 + {y_N}^2 = 2{A^2} \end{array}\)
+ Hệ thức này luôn đúng tại mọi thời điểm. Vì M,N dao động trên 2 đường thẳng vuông góc với nhau nên khoảng cách MN luôn là \( d = \sqrt {{x_M}^2 + {y_N}^2} = A\sqrt 2 {\rm{ = const}}\)
+ Tại thời điểm: \( {x_{M({t_1})}} = 1 \to {y_{N({t_1})}} = \sqrt {2{A^2} - {1^2}} \)
+ Nhận thấy t2 = t1 +T/4 nên t1 và t2 là hai thời điểm vuông pha nhau. Chính vì vậy ta luôn có hệ thức độc lập \(\begin{array}{l} {(\frac{{{y_{N({t_1})}}}}{A})^2} + {(\frac{{{y_{N({t_2})}}}}{A})^2} = 1 \to {(\frac{{\sqrt {2{A^2} - {1^2}} }}{{A\sqrt 3 }})^2} + {(\frac{2}{{A\sqrt 3 }})^2} = 1\\ \to A = \sqrt 3 \end{array}\)
Vậy khoảng cách giữa hai vật luôn là A√2=√6≈2,449cm
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Biết chu kì bán rã của urani là 4,5.109 năm. Hằng số phóng xạ của chất này bằng
Điện áp xoay chiều ổn định giữa hai đầu A và B là \( u = 100\sqrt 6 \cos (\omega t + \varphi )(V)\) (V). Khi K mở hoặc đóng, thì đồ thị cường độ dòng điện qua mạch theo thời gian tương ứng là im và iđ được biểu diễn như hình bên.
Điện trở các dây nối rất nhỏ. Giá trị của R bằng:
Một vật dao động điều hòa trên trục Ox. Vận tốc của vật
Người ta truyền tải dòng điện xoay chiều một pha từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ. Khi điện áp ở nhà máy điện là 6 kV thì hiêu suất truyền tải là 73%. Để hiệu suất truyền tải là 97% thì điện áp ở nhà máy điện là
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, độ cứng k = 100 N/m, vật nặng khối lượng m = 500 g. Khi vật cân bằng lò xo dãn:
Một sóng truyền trên mặt nước có bước sóng λ. M và N là hai đỉnh sóng nơi sóng truyền qua. Giữa M, N có 1 đỉnh sóng khác. Khoảng cách từ vị trí cân bằng của M đến vị trí cân bằng của N bằng:
Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kỳ, biên độ giảm 3% . Sau 10 chu kì thì cơ năng của con lắc còn lại
Cho con lắc đơn dài ℓ =100 cm, vật nặng m có khối lượng 100g, dao động tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng một góc α0= 600 rồi thả nhẹ. Bỏ qua ma sát. Chọn đáp án đúng.
Một con lắc đơn gồm sợi dây nhẹ, không dãn, chiều dài l và chất điểm có khối lượng m. Cho con lắc dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường là g. Tần số góc của con lắc được tính bằng công thức
Độ cao của âm là đặc trưng sinh lý được quyết định bởi đặc trưng vật lý của âm là
Một vật dao động điều hòa có chu kỳ T. Thời gian ngắn nhất vật chuyển động từ vị trí biên về vị trí gia tốc có độ lớn bằng một nửa độ lớn cực đại là:
Một vật nhỏ dao động điều hoà với biên độ A dọc theo trục Ox. Quỹ đạo của vật là một đoạn thẳng có chiều dài
Một vật dao động điều hòa theo phương trình x = 5cos(πt + 0,25π) cm. Kể từ lúc t = 0, vật đi qua vị trí lực kéo về triệt tiêu lần thứ ba vào thời điểm