x1x1(cm);x2(cm)t(s)84x20,3 Một vật khối lượng m = 180 g thực hiện tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số có đồ thị li độ theo thời gian được biểu diễn như hình vẽ. Lấy (π)2=10\left(\pi\right)^{2} = 10. Xác định động năng của vật tại lúc t = 0,15 s.

A.  

144mJ144 m J.

B.  

288mJ288 m J.

C.  

72mJ72 m J.

D.  

36mJ36 m J.

Đáp án đúng là: A

Giải thích đáp án:

Chu kì 6 ô = 0,3 s. Mỗi ô =0,05 s:
T= 6. 0,05 = 0,3 s => ω=2π0,3=20π3rad/s.\omega = \dfrac{2 \pi}{0 , 3} = \dfrac{20 \pi}{3} r a d / s .
Phương trình 2 dao động thành phần: Biên độ: A1=6cm;A2=8cmA_{1} = 6 c m ; A_{2} = 8 c m, hai Dao động vuông pha: A=A12+A22=10cm.A = \sqrt{A_{1}^{2} + A_{2}^{2}} = 10 c m .
Dao động x2 lúc đầu từ biên dương x02=8cm=A2x_{02} = 8 c m = A_{2}nên (φ)2=0\left(\varphi\right)_{2} = 0
Dao động x1 lúc đầu từ VTCB: x01=0x_{01} = 0nên (φ)1=π2.\left(\varphi\right)_{1} = - \dfrac{\pi}{2} .
x1=6cos(20π3tπ2)cm;x_{1} = 6cos \left( \dfrac{20 \pi}{3} t - \dfrac{\pi}{2} \right) c m ; ; x2=8cos(20π3t)cm.x_{2} = 8cos \left( \dfrac{20 \pi}{3} t \right) c m ..
Vị trí của vật tại lúc t = 0,15 s ( cuối ô thứ 3 ): x=x1+x2=08cmx = x_{1} + x_{2} = 0 - 8 c m.
Động năng của vật tại t = 0,15 s:
Wd=WWt=12m.(ω)2(A2x2)Wd=120,18.(20π3())2((10)282).(10)4=0,144J=144mJ.W_{d} = W - W_{t} = \dfrac{1}{2} m . \left(\omega\right)^{2} \left( A^{2} - x^{2} \right) \\ W_{d} = \dfrac{1}{2} 0 , 18 . \left( \dfrac{20 \pi}{3} \left(\right)\right)^{2} \left( \left(10\right)^{2} - 8^{2} \right) . \left(10\right)^{- 4} = 0 , 144 J = 144 m J .

Câu hỏi tương tự:


Đề thi chứa câu hỏi này:

23. Đề thi thử TN THPT VẬT LÝ 2024 - TRẦN CAO VÂN - HCM. (Có lời giải chi tiết)THPT Quốc giaVật lý

1 mã đề 40 câu hỏi 50 phút

6,603 lượt xem 3,535 lượt làm bài