Hai vật dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có phương trình lần lượt là \(x_1 = A_1cos(\omega t +\varphi 1)\)và \(x_2 = A_2cos(\omega t + \varphi_2)\). Gọi x(+) = x1 + x2 và x(−) = x1 – x2. Biết rằng biên độ dao động của x(+) gấp 3 lần biên độ dao động của x(−). Độ lệch pha cực đại giữa x1 và x2 gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiBiên độ dao động của x(+) là \(A_{(+)}=\sqrt{A^2_1+A^2_2+2A_1A_2.cos\Delta \varphi }\)
Biên độ dao động của x(-) là \(A_{(-)}=\sqrt{A^2_1+A^2_2-2A_1A_2.cos\Delta \varphi }\)
Theo bài ta có
\(A_{(+)}=3A_{(-)}\Rightarrow A^2_1+A_2^2+2A_1A_2.cos\Delta \varphi\)
\(=9(A^2_1+A^2_2-2A_1A_2cos\Delta \varphi )\)
\(\Rightarrow cos\Delta \varphi =\frac{2A^2_1+2A^2_2}{5A_1A_2}\)
Đặt A1/A2 = x suy ra \(cos\Delta \varphi =\frac{2x^2+2}{5x}\)
\(cos\Delta \varphi min \Rightarrow \left (\frac{2x^2+2}{5x} \right )'=0\Rightarrow \frac{2}{5}-\frac{2}{5x^2}=0\Rightarrow x=1\)
\(\Rightarrow cos\Delta \varphi min =0,8\)
\(\Rightarrow \Delta \varphi max\approx 36,8^0\)