Hai dao động điều hòa có phương trình:\[{x_1} = 4\sin \left( {10t - \frac{\pi }{4}} \right)cm\](dao động 1),       

\[{x_2} = 4\cos \left( {10t - \frac{\pi }{2}} \right)cm\] (dao động 2). So sánh pha dao động của hai phương trình. Phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Hai dao động có cùng biên độ A = 4 cm.  

b) Dao động (1) sớm pha hơn dao động (2) là \[\frac{{3\pi }}{4}\]. 

c) Dao động (2) sớm pha hơn dao động (1) là \[\frac{\pi }{2}\].       

d) Dao động (2) sớm pha hơn dao động (1) là \[\frac{\pi }{4}\].

Đáp án đúng là C

Ta có: \[{A^2} = x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}}} = x_2^2 + \frac{{v_2^2}}{{{\omega ^2}}} \to \omega  = \sqrt {\frac{{v_1^2 - v_2^2}}{{x_2^2 - x_1^2}}}  = \sqrt {\frac{{{{20}^2} - {{\left( {20\sqrt 3 } \right)}^2}}}{{{{\left( {8\sqrt 2 } \right)}^2} - {{\left( {8\sqrt 3 } \right)}^2}}}}  = 2,5\left( {rad/s} \right)\]

\[A = \sqrt {x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}}}}  = 16cm \to {v_{\max }} = A\omega  = 40\left( {cm/s} \right)\]

Ta có: \[v = \frac{{{v_{\max }}}}{2} = \frac{{A\omega }}{2}\]            

Động năng: \[{W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}m{\left( {\frac{{A\omega }}{2}} \right)^2} = \frac{1}{8}m{\omega ^2}{A^2} = \frac{1}{8}k{A^2}\]

Thế năng: \[{W_t} = W - {W_d} = \frac{1}{2}k{A^2} - \frac{1}{8}k{A^2} = \frac{3}{8}k{A^2}\]

Từ đó: \[\frac{{{W_t}}}{{{W_d}}} = 3\].