Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần

Câu hỏi :

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần lượt là \({x_1} = {A_1}\cos \left( {10t + \frac{\pi }{6}} \right)(cm);{x_2} = 4\cos (10t + \varphi )(cm)\) (t tính bằng s), \({A_1}\) có giá trị thay đổi được. Phương trình dao động tổng hợp của vật có dạng \(x = A\cos \left( {\omega t + \frac{\pi }{3}} \right)(cm)\). Độ lớn gia tốc lớn nhất của vật có thể nhận giá trị là

A. \(8,3\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}\).

B. \(2m/{s^2}\).

C. \(8m/{s^2}\).

D. \(4m/{s^2}\).

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Phương pháp: 

Sử dụng phương pháp giản đồ vecto 

Định lí hàm sin: \(\frac{a}{{\sin \hat A}} = \frac{b}{{\sin \hat B}} = \frac{c}{{\sin \hat C}}\)

 Gia tốc cực đại của dao động điều hòa: \({a_{\max }} = {\omega ^2}A\)

Cách giải: 

Ta có giản đồ vecto: 

Dao động của một vật là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương, có phương trình li độ lần (ảnh 1)

Từ giản đồ vecto, áp dụng định lí hàm sin, ta có:

\(\frac{{{A_2}}}{{\sin \frac{\pi }{6}}} = \frac{A}{{\sin \varphi }} \Rightarrow \frac{A}{{\sin \varphi }} = \frac{4}{{\sin \frac{\pi }{6}}} = 8 \Rightarrow A = 8\sin \varphi \)

Để độ lớn gia tốc của vật đạt giá trị lớn nhất:

\({a_{\max }} \Leftrightarrow {A_{\max }} \Rightarrow {(\sin \varphi )_{\max }} = 1 \Rightarrow {A_{\max }} = 8(\;{\rm{cm}})\)

\( \Rightarrow {a_{\max }} = {\omega ^2}{A_{\max }} = {10^2}.8 = 800\left( {\;{\rm{cm}}/{{\rm{s}}^2}} \right) = 8\left( {\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\)

 Chọn C. 

Copyright © 2021 HOCTAP247