Câu hỏi

Hai chất điểm M,N dao động điều hòa cùng tần số dọc theo hai đường thẳng song song kề nhau và song song với trục Ox. Vị trí cân bằng của M và N đều nằm trên một đường thẳng qua gốc tọa độ và vuông góc với trục Ox. Trong quá trình dao động, hình chiếu của M và N trên Ox cách xa nhau nhất là \(\sqrt 2 cm\). Biên độ dao động tổng hợp của M và N là 2 cm. Gọi AM, AN lần lượt là biên độ của M và N. Giá trị lớn nhất của ( AM+ AN) gần với giá trị nào nhất sau đây?

  • A 4 cm. 
  • B 2 cm. 
  • C  3 cm.   
  • D 5 cm.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về tổng hợp hai dao động điều hòa cùng tần số kết hợp với bất đẳng thức Bu-nhi-a-cốp-xki để đánh giá

Lời giải chi tiết:

Giả sử phương trình dao động của M và N lần lượt là \({x_M} = {A_M}\cos (\omega t + {\varphi _M})\) và \({x_N} = {A_N}\cos (\omega t + {\varphi _N})\)

Biên độ dao động tổng hợp của hai dao động trên là: \(A = \sqrt {A_M^2 + A_N^2 + 2{A_M}{A_N}\cos ({\varphi _M} - {\varphi _N})} \)

Khoảng cách lớn nhất của M và N trên phương Ox là: \({d_{\max }} = \sqrt {A_M^2 + A_N^2 - 2{A_M}{A_N}\cos ({\varphi _M} - {\varphi _N})} \)

Theo đề bài ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}A_M^2 + A_N^2 + 2{A_M}{A_N}\cos ({\varphi _M} - {\varphi _N}) = {A^2} = 4\\A_M^2 + A_N^2 - 2{A_M}{A_N}\cos ({\varphi _M} - {\varphi _N}) = d_{\max }^2 = 2\end{array} \right. \Rightarrow A_M^2 + A_N^2 = 3\)

Thấy rằng: \({A_M} + {A_N} = 1.{A_M} + 1.{A_N} \le ({1^2} + {1^2})(A_M^2 + A_N^2) = 2.3 = 6\) => (AM + AN)max = 6 cm=> Chọn D

 

 


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay