Bài tập Bài toán cộng hưởng lớp 11 (có lời giải)

Tác dụng ngoại lực F = F_0 cos (omega t) lần lượt vào hai con lắc lò xo (1) và (2) có cùng độ cứng k = 50 N/m, nhưng khối lượng lần lượt là m1 = 100 g

16/30

Tác dụng ngoại lực \(F = {F_0}\cos (\omega t)\) lần lượt vào hai con lắc lò xo \((1)\) và \((2)\) có cùng độ cứng \(k = 50{\rm{ N/m}}\), nhưng khối lượng lần lượt là \({m_1} = 100{\rm{ g}}\) và \({m_2} = 400{\rm{ g}}\).

a

Tần số góc cộng hưởng của con lắc \((1)\) là \({\omega _{01}} = 10\sqrt 5 {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
b

Tần số góc cộng hưởng của con lắc \((2)\) là \({\omega _{02}} = 5\sqrt 5 {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
c

Khi \(\omega = 15{\rm{ rad/s}}\), con lắc \((2)\) gần điểm cộng hưởng hơn con lắc \((1)\).

ĐúngSai
d

Tỉ số giữa tần số góc cộng hưởng của con lắc \((1)\) và con lắc \((2)\) là \(\frac{{{\omega _{01}}}}{{{\omega _{02}}}} = 2\).

ĐúngSai
Giải thích

a. Đúng. \({\omega _{01}} = \sqrt {\frac{k}{{{m_1}}}} = \sqrt {\frac{{50}}{{0,1}}} = \sqrt {500} = 10\sqrt 5 {\rm{ rad/s}} \approx 22,36{\rm{ rad/s}}\).

b. Đúng. \({\omega _{02}} = \sqrt {\frac{k}{{{m_2}}}} = \sqrt {\frac{{50}}{{0,4}}} = \sqrt {125} = 5\sqrt 5 {\rm{ rad/s}} \approx 11,18{\rm{ rad/s}}\).

c. Đúng. Với \(\omega = 15{\rm{ rad/s}}\):

\(|\omega - {\omega _{01}}| = |15 - 22,36| = 7,36{\rm{ rad/s}}\).

\(|\omega - {\omega _{02}}| = |15 - 11,18| = 3,82{\rm{ rad/s}}\).

Do \(3,82 < 7,36\) nên con lắc \((2)\) gần điểm cộng hưởng hơn.

d. Đúng. \(\frac{{{\omega _{01}}}}{{{\omega _{02}}}} = \sqrt {\frac{{{m_2}}}{{{m_1}}}} = \sqrt {\frac{{400}}{{100}}} = 2\).