Trang chủ Toán Học Lớp 11 Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài...

Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 8 cm. Khi đi qua vị trí cân bằng vận tốc có độ lớn 0, 4π (m/s). Gọi mốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí 2 cm theo

Câu hỏi :

Một vật dao động điều hòa trên quỹ đạo dài 8 cm. Khi đi qua vị trí cân bằng vận tốc có độ lớn 0, 4π (m/s). Gọi mốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí 2 cm theo chiều dương trục tọa độ Ox. a) Tính chu kỳ, tần số, biên độ dao động b) Lập phương trình dao động c) nêu tính chất chuyển động của vật tại thời điểm t = 1/3 s d) kể từ t = 0, thời điểm lần thứ 3 vật đi qua vị trí có li độ x = 23 cm e) trong một chu kì, thời gian mà vận tốc của vật v20π cm/s f) tính vận tốc trung bình của vật từ t=0 đến thời điểm vật đi qua vị trí có gia tốc cực tiểu lần thứ 2 g) vẽ đồ thị x-t (Ai giúp mình với ạ ༎ຶ༎ຶ)

Lời giải 1 :

a)  Vật đi qua vị trí cân bằng hai lần trong một chu kỳ, vì vậy chu kỳ là 2 lần thời gian đi qua vị trí 2 cm.

`T = 2 * 2 = 4 cm / (0.4π m/s)`

`= 10/π s`

Tần số (f) của dao động là nghịch đảo của chu kỳ:

`f = 1 / T `

  `= π / 10 Hz`

b) Phương trình dao động của vật là:

`x = A * cos(2πft)`

 phương trình dao động là:

`x = 4 * cos(2π(π/10)t)`

` = 4 * cos(πt/5)`

c) Tại thời điểm t = 1/3 s, ta thay t = 1/3 vào phương trình dao động:

`x = 4 * cos(π(1/3)/5) `

`= 4 * cos(π/15)`

Tính chất chuyển động của vật tại thời điểm` t = 1/3` s là vị trí của vật tại thời điểm đó.

d) Để tính thời điểm lần thứ 3 vật đi qua vị trí có li độ `x = 23 cm`, ta giải phương trình:

`23 = 4 * cos(πt/5) cos(πt/5) = 23/4 πt/5`

`= (23/4) t`

`= 5 * (23/4) / π e)`

Trong một chu kỳ, thời gian mà vận tốc của vật đạt giá trị 20π cm/s là khi vật đi qua vị trí cân bằng.

Vì vậy, thời gian này là 0.

f) 

Gia tốc của vật là đạo hàm của vận tốc theo thời gian.

`v= -A * 2πf * sin(2πft) a = dv/dt = -A * (2πf)^2 * cos(2πft)`

Để tìm thời điểm có gia tốc cực tiểu lần thứ 2, ta cần tìm thời điểm mà cos(2πft) đạt giá trị nhỏ nhất.

Điều này xảy ra khi `2πft = π/2 + kπ`, với k là số nguyên.

`2πft = π/2 + kπ t = (π/2 + kπ) / (2πf)`

Với `k = 2, ta có: t = (π/2 + 2π) / (2πf) = 5 / (4f)`

Vậy, thời điểm vật đi qua vị trí có gia tốc cực tiểu lần thứ 2 là t = 5 / (4f).

Để tính vận tốc trung bình từ t = 0 đến thời điểm này, ta tính vận tốc tại thời điểm t = 0 và tại thời điểm t = 5 / (4f), sau đó tính trung bình cộng của hai giá trị đó.

`v(0) = -A * 2πf * sin(2πf * 0) = 0 v(5 / (4f))`

`= -A * 2πf * sin(2πf * (5 / (4f)))`

`= -A * 2πf * sin(5π/2) = 0`

Vận tốc trung bình từ t = 0 đến thời điểm vật đi qua vị trí có gia tốc cực tiểu lần thứ 2 là 0.

g) Đồ thị x-t của dao động được vẽ như sau:

```

`| . .`

`| . . .`

`| . .`

`| . . . +------------------`

0 1/5 2/5 3/5 4/5 1

``` Trục x là trục thời gian, trục y là trục vị trí. Đồ thị có dạng một đường cong hình cosin.

Bạn có biết?

Toán học là môn khoa học nghiên cứu về các số, cấu trúc, không gian và các phép biến đổi. Nói một cách khác, người ta cho rằng đó là môn học về "hình và số". Theo quan điểm chính thống, toán học là môn học nghiên cứu về các cấu trúc trừu tượng định nghĩa từ các tiên đề, bằng cách sử dụng luận lý học (lôgic) và ký hiệu toán học. Do khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều khoa học, toán học được mệnh danh là "ngôn ngữ của vũ trụ". Hãy kiên trì và không ngừng nỗ lực trong việc chinh phục những con số và công thức này!

Nguồn :

Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự lớp 11

Lớp 11 - Năm thứ hai ở cấp trung học phổ thông, gần đến năm cuối cấp nên học tập là nhiệm vụ quan trọng nhất. Nghe nhiều đến định hướng tương lai và học đại học có thể gây hoang mang, nhưng hãy tự tin và tìm dần điều mà mình muốn là trong tương lai!

Nguồn :

sưu tập

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK