Bộ 15 đề thi Đánh giá năng lực trường ĐHQG HCM có đáp án (Đề 11)

Tại thời điểm đầu tiên t = 0, đầu O của sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu

78/120

Tại thời điểm đầu tiên t = 0, đầu O của sợi dây cao su căng thẳng nằm ngang bắt đầu dao động đi lên với tần số 8 Hz. Gọi P, Q là hai điểm cùng nằm trên sợi dây cách O lần lượt 2 cm và 4 cm. Biết tốc độ truyền sóng trên dây là 24 (cm/s), coi biên độ sóng không đổi khi truyền đi. Biết vào thời điểm t=316s , ba điểm O, P, Q tạo thành một tam giác vuông tại P. Độ lớn của biên độ sóng gần với giá trị nào nhất trong các giá trị sau đây?

2 cm.

3,5 cm.

3 cm.

2,5 cm.

Giải thích

Phương pháp giải

Bước sóng: λ=vf

Độ lệch pha theo thời gian: Δφt=2πft

Độ lệch pha theo tọa độ: Δφx=2πdλ

Sử dụng vòng tròn lượng giác

Định lí Pi – ta – go cho tam giác vuông

Giải chi tiết:

Bước sóng: λ=vf=248=3( cm)

Hai điểm P, Q trễ pha so với điểm O là:

φP=2π.OPλ=2π.23=4π3(rad)φQ=2π.OQλ=2π.43=8π3=2π3(rad)

Ở thời điểm t=0, điểm O ở vị trí cân bằng và đi lên, pha dao động của điểm O:−π2(rad)

ở thời điểm t=116(s), vecto quay được góc:

Δφt=2πft=2π.8.316=3π(rad)

→ pha dao động của điểm O:φO=−π2+3π=5π2=π2(rad)

Ta có vòng tròn lượng giác:

Media VietJack

Từ vòng tròn lượng giác, ta thấy li độ của điểm P, Q ở thời điểm t là:

xP=Acosπ6=A32xQ=Acos−2π3=−A32

Tọa độ của các điểm O, P, Q$là:

O(0;0);P2;A32;Q4;−A32

Tam giác OPQ vuông tại P⇒OQ2=OP2+PQ2

⇒42+−A322=22+A322+(4−2)2+−A32−A322⇒A=1,63( cm)

Giá trị A gần nhất với giá trị 2 cm

Chọn A.