Câu 2 trang 60 SGK Vật Lý 12 Nâng cao


Đề bài

Hai dao động cơ điều hoà cùng phương, cùng tần số góc \(\omega = 50\;rad/s\), có biên độ lần lượt là \(100\; mm\) và \(173\; mm\), dao động thứ hai trễ pha \({\pi \over 2}\) so với dao động thứ nhất. Xác định dao động tổng hợp.

Hướng dẫn : Có thể chọn gốc thời gian so với pha ban đầu của dao động thứ nhất bằng \(0\).

Lời giải chi tiết

Chọn gốc thời gian sao cho pha ban đầu của dao động thứ hai bằng \(0\) thì dao động thứ nhất sẽ sớm pha hơn dao động thứ hai một góc \({\pi \over 2}\).

Suy ra :\({x_1} = 100\cos \left( {50t + {\pi \over 2}} \right)(mm);{x_2} = 173\cos 50t(mm)\)

Ta có thể giải bằng phương pháp vectơ quay.

\(\eqalign{
& OM = \sqrt {OM_1^2 + OM_2^2} \cr 
& = \sqrt {{{100}^2} + {{173}^2}}  \approx  200(mm) \cr 
& \tan \varphi = {{O{M_1}} \over {O{M_2}}} = {{100} \over {173}} =0,578 \Rightarrow \varphi = {\pi \over 6} \cr} \)                          

Vậy \(x = 200\cos \left( {50t + {\pi \over 6}} \right)(mm)\)

Cách khác : Ta có thể cho dao động thứ hai trễ pha \({\pi \over 2}\) so với dao động thứ nhất 1 góc \({\pi \over 2}\) thì :

\(\eqalign{
& {x_1} = 100\cos 50t(mm);{x_2} = 173\cos \left( {50t - {\pi \over 2}} \right)(mm) \cr 
& OM = \sqrt {OM_1^2 + OM_2^2} = 200(mm) \cr} \) 

Và  \(\tan \varphi = - {{O{M_2}} \over {O{M_1}}} = - 1,73\Rightarrow \varphi = - {\pi \over 3}.\)                       

Vậy : \(x = 200\cos \left( {50t - {\pi \over 3}} \right)(mm)\)

Loigiaihay.com


Bình chọn:
3.5 trên 6 phiếu

Các bài liên quan: - Bài 12. Tổng hợp dao động

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.


Hỏi bài