Một vật thực hiện đồng thời 3 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương

Câu hỏi số 471118:

Vận dụng cao

Một vật thực hiện đồng thời 3 dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là: \({x_1} = {A_1}\cos \left( {\omega t + \dfrac{\pi }{6}} \right)\,\,cm;\,\,{x_2} = {A_2}\cos \left( {\omega t - \dfrac{\pi }{3}} \right)\,\,cm;\,\,{x_3} = {A_3}\cos \left( {\omega t - \dfrac{{5\pi }}{6}} \right)\,\,cm\). Tại thời điểm t₁ li độ của các dao động có độ lớn \({x_1} = 6\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{x_2} = 3\,\,cm;\,\,{x_3} = - \dfrac{{9\sqrt 2 }}{2}\,\,cm\). Tại thời điểm t₂ các giá trị li độ \({x_1} = 6\sqrt 3 \,\,cm;\,\,{x_2} = \dfrac{{3\sqrt 2 }}{2}\,\,cm\). Biên độ của dao động tổng hợp là

A. 6 cm.

B. 9 cm.

C. \(3\sqrt 3 \,\,cm\).

D. \(3\sqrt 2 \,\,cm\).

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:471118

Phương pháp giải

Hai dao động vuông pha có: \(\dfrac{{{x_1}^2}}{{{A_1}^2}} + \dfrac{{{x_2}^2}}{{{A_2}^2}} = 1\)

Hai dao động ngược pha có: \(\dfrac{{{x_1}}}{{{A_1}}} = - \dfrac{{{x_3}}}{{{A_3}}}\)

Sử dụng máy tính bỏ túi để tìm biên độ dao động tổng hợp

Giải chi tiết

Từ phương trình dao động, ta thấy:

Dao động x₁ vuông pha với dao động x₂

Dao động x₁ ngược pha với dao động x₃

Áp dụng công thức độc lập với thời gian cho hai dao động x₁, x₂ tại hai thời điểm t₁, t₂, ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{{{\left( {6\sqrt 2 } \right)}^2}}}{{{A_1}^2}} + \dfrac{{{3^2}}}{{{A_2}^2}} = 1\\\dfrac{{{{\left( {6\sqrt 3 } \right)}^2}}}{{{A_1}^2}} + \dfrac{{{{\left( {\dfrac{{3\sqrt 2 }}{2}} \right)}^2}}}{{{A_2}^2}} = 1\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{A_1} = 12\,\,\left( {cm} \right)\\{A_2} = 3\sqrt 2 \,\,\left( {cm} \right)\end{array} \right.\)

Với hai dao động x₁, x₃ tại thời điểm t₁, ta có:

\(\dfrac{{{x_1}}}{{{A_1}}} = - \dfrac{{{x_3}}}{{{A_3}}} \Rightarrow \dfrac{{6\sqrt 2 }}{{12}} = \dfrac{{ - \dfrac{{9\sqrt 2 }}{2}}}{{{A_3}}} \Rightarrow {A_3} = 9\,\,\left( {cm} \right)\)

Sử dụng máy tính bỏ túi, ta có:

\(\begin{array}{l}A\angle \varphi = {A_1}\angle {\varphi _1} + {A_2}\angle {\varphi _2} + {A_3}\angle {\varphi _3}\\ \Rightarrow 12\angle \dfrac{\pi }{6} + 3\sqrt 2 \angle - \dfrac{\pi }{3} + 9\angle - \dfrac{{5\pi }}{6} = 3\sqrt 3 \angle - 0,43\\ \Rightarrow A = 3\sqrt 3 \,\,\left( {cm} \right)\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: C

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.