Một vật dao động điều hòa với chu kì T = 6s. Gọi S1 là quãng đường vật đi được trong 1s đầu tiên, S2 là quãng đường vật đi được trong 2s tiếp theo và S3 là quãng đường vật đi được trong 4s tiếp theo. Biết tỉ lệ S1 : S2 : S3 = 1 : 3 : k (trong đó k là hằng số) và lúc đầu vật ở vị trí khác vị trí hai biên. Giá trị của k là
A. 1.
B. 3.
C. 5.
D. 7.
Đáp án C.
Ta có
Do t 1 + t 2 = T / 2 nên quãng đường vật đã đi được sau tổng thời gian này là S 1 + S 2 = 2 A
Mặt khác S 1 : S 2 = 1 : 3 nên S 1 = A / 2 và S 2 = 3 A / 2 .
Kết hợp với điều kiện lúc đầu vật không ở vị trí biên nên nếu biểu diễn trên vòng tròn lượng giác của li độ x ta có thể lựa chọn vị trí lúc đầu của vật tương ứng với điểm M0. Sau các thời gian t1, t2 và t3 tiếp theo, vật ở các vị trí ứng với các điểm M1, M2 và M 1 ≡ M 2 trên vòng tròn lượng giác (hình vẽ bên)
Như vậy, quãng đường vật đi được trong thời gian t1 là S1 = A/2, quãng đường vật đi được trong thời gian t2 là S2 = A + A/2 = 3A/2 và trong thời gian t3 là S3 = 2A + A/2 = 5A/2
Từ đó suy ra
Vậy k = 5.