Một vật dao động điều hòa với phương trình \(x=10\cos \left( \pi t+\varphi \right)cm\). Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật cách vị trí cân bằng một khoảng \(a\) bằng với khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần liên tiếp vật cách vị trí cân bằng một khoảng \(b\) \(\left( b<a<b\sqrt{3} \right)\). Trong một chu kỳ khoảng thời gian mà tốc độ của vật không vượt quá \(\frac{\pi \left( b\sqrt{3}-a \right)}{3}cm/s\) bằng \(\frac{2}{3}s\). Tỉ số giữa a và b gần với giá trị nào nhất sau đây?
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Ta có VTLG:
Từ hình vẽ ta có:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=A.\sin \frac{\varphi }{2} \\ b=A.\cos \frac{A}{2} \\ \end{array} \right.\Rightarrow {{a}^{2}}+{{b}^{2}}={{A}^{2}}=100\left( c{{m}^{2}} \right)\left( 1 \right)\)
+ Lại có hình vẽ:
Góc quét được sau \(\frac{2}{3}s\) là: \(\Delta \varphi =2\alpha =\omega .\Delta t=\pi .\frac{2}{3}\Rightarrow \alpha =\frac{\pi }{3}\)
Có: \({{v}_{0}}=\omega A.\sin \frac{\alpha }{2}\Leftrightarrow \frac{\pi }{3}.\left( b\sqrt{3}-3 \right)=\pi .10.\sin \frac{\pi }{6}\)
\(\Leftrightarrow b\sqrt{3}-a=15cm\left( 2 \right)\)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
\(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{a}^{2}}+{{b}^{2}}=100 \\ b\sqrt{3}-a=15cm \\ \end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} a=1,978 \\ b=9,802 \\ \end{array} \right.\Rightarrow \frac{a}{b}=0,2\)