Hai vật nhỏ cùng m = 100 g dao động điều hòa cùng tần số

Câu hỏi :

Hai vật nhỏ cùng m = 100 g dao động điều hòa cùng tần số, chung vị trí cân bằng trên trục Ox. Thời điểm t = 0, tỉ số li độ của hai vật là x1/x2=√6/2. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thế năng của hai vật theo thời gian như hình vẽ. Lấy π2 = 10. Khoảng cách giữa hai chất điểm tại thời điểm t = 3,69 s gần giá trị nào sau đây nhất ?

A. 4 m 

B.  6 m

C. 7 m 

D. 5 m

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Ta có:

Mà tại t = 0:

Vì quan sát đồ thị ta thấy hai đồ thị dao động không đồng biến nên hai dao động này không phải cùng pha nhau.

Trong 1 s ban đầu, vật một từ vị trí ban đầu đến vị trí có thế năng bằng 0 (x1 = 0), vật hai từ vị trí ban đầu đến vị trí có cùng thế năng.

Mặt khác quan sát đồ thị, tại t = 0, Wt1 giảm (x1 giảm) và Wt2 tăng (x2 tăng)→ ta biểu diễn trên VTLG (như hình).

Tại t = 1 s, vật 2 quay trở về vị trí ban đầu lần đầu tiên nên vecto A2 đối xứng qua trục hoành 

Vì hai vật cùng tần số nên trong 1 giây ban đầu góc quay α = β.

Góc quay α = ωt = π/3 → T = 6 s và vật một dao động sớm pha π/3 so với vật hai.

Khoảng cách giữa hai vật: 

\({\rm{\Delta }} = \left| {6\sqrt 3 \angle 30 - 6\sqrt 2 \angle  - 30} \right| = 9,5822\angle 80^\circ \)

Suy ra tại t = 3,69 s thì ∆ ≈ 5 m.

Copyright © 2021 HOCTAP247