Câu 3 trang 60 SGK Vật Lý 12 Nâng cao


Dùng công thức lượng giác (tổng của hai cosin)

Bài 3. Dùng công thức lượng giác (tổng của hai cosin) tìm tổng hợp của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc \(\omega \), cùng biên độ A và có độ lệch pha \(\Delta \varphi \). Đối chiếu với kết quả nhận được bằng phương pháp sử dụng giản đồ Fre - nen.

Giải

Tổng của hai dao động của hai dao động điều hoà cùng phương, cùng tần số góc \(\omega \), cùng biên độ A và có độ lệch pha \(\Delta \varphi = {\varphi _2} - {\varphi _1}.\)

\(\eqalign{
& {x_1} = A\cos (\omega t + {\varphi _1});{x_2} = A\cos (\omega t + {\varphi _2}). \cr
& \Rightarrow x = {x_1} + {x_2} = A\cos (\omega t + {\varphi _1}) + A\cos (\omega t + {\varphi _2}). \cr
& = A\left[ {\cos (\omega t + {\varphi _1}) + \cos (\omega t + {\varphi _2})} \right]. \cr
& = 2A\cos {{\omega t + {\varphi _1} + \omega t + {\varphi _2}} \over 2}\cos {{\omega t + {\varphi _1} - \omega t - {\varphi _2}} \over 2} \cr
& = 2A\cos {{2\omega t + {\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2}\cos {{{\varphi _1} - {\varphi _2}} \over 2} \cr
& x = 2A\cos {{\Delta \varphi } \over 2}\cos \left( {\omega t + {{{\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2}} \right). \cr} \)

   +)  Biên độ của dao động tổng hợp là \(2A\cos {{\Delta \varphi } \over 2}\)

 

    +)   Pha ban đầu của dao động tổng hợp : \(\varphi = {{{\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2}\)

* Nếu dùng phương pháp giản đồ Fre-nen thì :

\(\eqalign{
& {A^2} = A_1^2 + A_2^2 + 2{A_1}{A_2}\cos \left( {{\varphi _1} - {\varphi _2}} \right) \cr
& = {A^2} + {A^2} + 2{A^2}\cos \Delta \varphi = 2{A^2}(1 + \cos \Delta \varphi ) \cr
& = 2{A^2}.2{\cos ^2}{{\Delta \varphi } \over 2} = 4{A^2}{\cos ^2}{{\Delta \varphi } \over 2}. \cr
& \Rightarrow A = 2A\cos {{\Delta \varphi } \over 2}. \cr
& \tan \varphi = {{{A_1}\sin {\varphi _1} + {A_2}\sin {\varphi _2}} \over {{A_1}\cos {\varphi _1} + {A_2}\cos {\varphi _2}}} = {{A\sin {\varphi _1} + A\sin {\varphi _2}} \over {A\cos {\varphi _1} + A\cos {\varphi _2}}} \cr
& {{\sin {\varphi _1} + \sin {\varphi _2}} \over {\cos {\varphi _1} + \cos {\varphi _2}}} = {{2\sin {{{\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2}\cos {{{\varphi _1} - {\varphi _2}} \over 2}} \over {2\cos {{\varphi _1^{} + {\varphi _2}} \over 2}\cos {{{\varphi _1} - {\varphi _2}} \over 2}}} = \tan {{{\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2} \cr
& \Rightarrow \varphi = {{{\varphi _1} + {\varphi _2}} \over 2}. \cr} \)

 Loigiaihay.com


Bình chọn:
3.6 trên 5 phiếu

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

>> Luyện thi tốt nghiệp THPT và Đại học năm 2021, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn cùng các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu trên Tuyensinh247.com. Đã có đầy đủ các khóa học từ nền tảng tới luyện thi chuyên sâu.


Gửi bài