Môn Lý - Lớp 12
40 bài tập Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số - Phương pháp giản đồ Frenen mức độ vận dụng
Câu hỏi
Cho hai dao động điều cùng phương cùng tần số góc có phương trình lần lượt là x1 = 2cos(πt + π/2) cm; x2 = 2cos(πt - π) cm. Một vật thực hiện đồng thời hai dao động trên. Tính quãng đường vật nặng đi được trong thời gian 10,25s
- A 4,2\(\sqrt2\) cm
- B 4,2\(\sqrt2\) m
- C 42\(\sqrt2\) cm
- D 57,4 cm
Phương pháp giải:
Sử dụng máy tính casio.
Lời giải chi tiết:
* Xác định PT dao động tổng hợp của vật
Cài đặt máy tính ở chế độ số phức MODE 2
Bấm máy \(2\angle {\pi \over 2} + 2\angle - \pi SHIFT23 = \)
Đọc kết quả \(2\sqrt 2 \angle {{3\pi } \over 4}\)
Vậy phương trình dao động tổng hợp của vật là \({\rm{x}} = 2\sqrt 2 \cos \left( {\pi t + {{3\pi } \over 4}} \right)cm\)
PT vận tốc của vật là \(v = x' = - 2\sqrt 2 \pi \sin \left( {\pi t + {{3\pi } \over 4}} \right)cm/s\)
* Tính quãng đường vật đi trong khoảng thời gian 10,25s
Chu kì dao động của vật là T = 2π/ω = 2s
Như vậy 10,25s = 5T +0,25s
Quãng đường vật đi được S = 5.4A + s
Với \({\rm{s}} = \int\limits_0^{0,25} {\left| v \right|dt} = \int\limits_0^{0,25} {\left| { - 2\sqrt 2 \sin \left( {\pi t + {{3\pi } \over 4}} \right)} \right|dt} \)
Thoát máy tính khỏi chế độ số phức MODE 1
Bấm tích phân trên máy tính ta được kết quả s = 0,828 cm
Vậy quãng đường đi được của vật là: \(5.4.2\sqrt 2 + 0,828 = 57,39\,\,\left( {cm} \right)\)