Một chất điểm có khối lượng m = 300 g thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số, cùng biên độ. Li độ của hai dao động thành phần phụ thuộc thời gian như hình vẽ. Nếu t2t1=16st_{2} - t_{1} = \dfrac{1}{6} s thì cơ năng của chất điểm gần giá trị nào nhất sau đây?

A.  

74,8 mJ

B.  

36,1 mJ

C.  

37,9 mJ

D.  

72,1 mJ

Đáp án đúng là: C

Giải thích đáp án:

Hướng dẫn: hai dao động có cùng biên độ A 
Từ đồ thị ta thấy trong khoảng thời gian từ t1 đến t2, dao động 1 dịch chuyển từ li độ 4 cm về vị trí cân bằng,  dao động 2 dịch chuyển từ li độ 4 cm, đến biên dương và về li độ 4 cm 
Ta có vòng tròn lượng giác: 



Từ vòng tròn lượng giác ta thấy: α=(30)0=π6(rad)\alpha = \left(30\right)^{0} = \dfrac{\pi}{6} \left( r a d \right)
Khoảng thời gian từ t1 đến t2 là:

Lại có  
Độ lệch pha giữa hai dao động là: φ=2α=π3(rad)\varphi = 2 \alpha = \dfrac{\pi}{3} \left( r a d \right)
Biên độ dao động tổng hợp là:
A0=A12+A22+2A1A2cosπ3=A3=8(cm)A_{0} = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2} + 2 A_{1} A_{2} cos \dfrac{\pi}{3}} = A \sqrt{3} = 8 \left( c m \right)
Cơ năng của vật là: 
W=12m(ω)2A02=12.0,3.(2π())2.0,(08)20,0379(J)=37,9(mJ)W = \dfrac{1}{2} m \left(\omega\right)^{2} A_{0}^{2} = \dfrac{1}{2} . 0 , 3 . \left( 2 \pi \left(\right)\right)^{2} . 0 , \left(08\right)^{2} \approx 0 , 0379 \left( J \right) = 37 , 9 \left( m J \right)

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

109. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - HẬU LỘC 3. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 40 phút

5,488 lượt xem 2,933 lượt làm bài