Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu kể từ khi $O_1$ bắt đầu dao động thì hình dạng của 3 sợi dâ

NTH 52

Bùi Đình Hiếu
Super Moderator
Bài toán
Cho 3 sợi dây cao su giống nhau dài 4 m căng thẳng nằm ngang song song cùng độ cao so với mặt đất có đầu là $O_1; O_2; O_3$. Tại thời điểm đầu tiên cho $O_1$ bắt đầu dao động đi lên với tần số 0,2 Hz. Sau đó 15s cho $O_2$ bắt đầu dao động đi lên với tần số 0,4 Hz. Tiếp sau đó 10s cho $O_3$ bắt đầu dao động đi xuống với tần số 0,5 Hz. Cả 3 sợi dây đều tạo thành sóng hình sin với cùng biên độ A và bước sóng 80 cm. Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu kể từ khi $O_1$ bắt đầu dao động thì hình dạng của 3 sợi dây giống hệt nhau?
A. 40 s
B. 42 s
C. 42,5 s
D. 45 s
 
Chọn gốc thời gian lúc $O_{1}$ bắt đầu đi lên
Ta có pt dao động of $O_{1}; O_{2}; O_{3}$ lần lượt là:
$$
\left\{\begin{matrix}
U_{1}=A\sin \left(0,4\pi t\right) & & & \\
U_{2}=A\sin \left(0,8\pi t\right) & & & \\
U_{3}=A\sin \left(\pi t\right) & & &
\end{matrix}\right.$$
Hình dạng 3 sợi dây giống nhau khi chúng có cùng li độ
$$\Leftrightarrow U_{3}-U_{2}=U_{2}-U_{1}\Leftrightarrow U_{3}+U_{1}=2U_{2}$$
$\Leftrightarrow \sin \left(0,4\pi t\right)+\sin \left( \pi t \right)=2\sin \left(0,8\pi t\right)$
$\Leftrightarrow \sin \left(0,7\pi t\right)\cos \left(0,3\pi t\right)=\sin \left(0,8\pi t\right)$
Thay đáp án ta thấy $t=40\left(s\right)$ thỏa mãn :D
Đ. Á A.
 
Chọn gốc thời gian lúc $O_{1}$ bắt đầu đi lên
Ta có pt dao động of $O_{1}; O_{2}; O_{3}$ lần lượt là:
$$
\left\{\begin{matrix}
U_{1}=A\sin\left(0,4\pi t\right) & & & \\
U_{2}=A\sin\left(0,8\pi t\right) & & & \\
U_{3}=A\sin\left(\pi t\right) & & &
\end{matrix}\right.$$
Hình dạng 3 sợi dây giống nhau khi chúng có cùng li độ
$$\Leftrightarrow U_{3}-U_{2}=U_{2}-U_{1}\Leftrightarrow U_{3}+U_{1}=2U_{2}$$
$\Leftrightarrow \sin\left(0,4\pi t\right)+\sin\left( \pi t \right)=2\sin\left(0,8\pi t\right)$
$\Leftrightarrow \sin\left(0,7\pi t\right)\cos\left(0,3\pi t\right)=\sin\left(0,8\pi t\right)$
Thay đáp án ta thấy $t=40\left(s\right)$ thỏa mãn :D
Đ.Á A.
Vậy cho em hỏi là mấy cái dữ kiện thời gian và hướng đi lên hay đi xuống không cần sử dụng cho bài tập này phải không ạ?
 

Quảng cáo

Back
Top