Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một vật dao động điều hòa với biên độ A = 4cm, tốc độ góc bằng pi. Tại thời điểm t = 0, v = -2pi và đang giảm. Tìm thời điểm vật đi qua vị trí x = -2 lần thứ 2080

Một vật dao động điều hòa với biên độ A=4cm, tốc độ góc bằng pi. Tại thời điểm t=0, v=-2pi . Và đang giảm. Tìm thời điểm vật đi qua vị trí x=-2 lần thứ 2080
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
57
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng các công thức của dao động điều hòa. Trước hết, ta có các thông số sau:

- Biên độ \( A = 4 \) cm
- Tốc độ góc \( \omega = \pi \)
- Tại thời điểm \( t = 0 \), vận tốc \( v = -2\pi \) cm/s và đang giảm.

Phương trình dao động điều hòa có dạng:
\[ x(t) = A \cos(\omega t + \varphi) \]

Vận tốc của dao động điều hòa là:
\[ v(t) = -A \omega \sin(\omega t + \varphi) \]

Tại thời điểm \( t = 0 \):
\[ v(0) = -A \omega \sin(\varphi) = -2\pi \]
\[ -4\pi \sin(\varphi) = -2\pi \]
\[ \sin(\varphi) = \frac{1}{2} \]
\[ \varphi = \frac{\pi}{6} \text{ hoặc } \varphi = \pi - \frac{\pi}{6} = \frac{5\pi}{6} \]

Do vận tốc đang giảm, tức là \( \sin(\varphi) > 0 \) và \(\cos(\varphi) < 0\), nên ta chọn:
\[ \varphi = \frac{5\pi}{6} \]

Phương trình dao động trở thành:
\[ x(t) = 4 \cos\left(\pi t + \frac{5\pi}{6}\right) \]

Ta cần tìm thời điểm vật đi qua vị trí \( x = -2 \) cm lần thứ 2080. Ta giải phương trình:
\[ -2 = 4 \cos\left(\pi t + \frac{5\pi}{6}\right) \]
\[ \cos\left(\pi t + \frac{5\pi}{6}\right) = -\frac{1}{2} \]

Giá trị của \( \cos \) bằng \(-\frac{1}{2}\) tại các góc:
\[ \pi t + \frac{5\pi}{6} = \pi - \frac{\pi}{3} + 2k\pi = \frac{2\pi}{3} + 2k\pi \]
hoặc
\[ \pi t + \frac{5\pi}{6} = -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi \]

Giải phương trình thứ nhất:
\[ \pi t + \frac{5\pi}{6} = \frac{2\pi}{3} + 2k\pi \]
\[ \pi t = \frac{2\pi}{3} - \frac{5\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ \pi t = \frac{4\pi - 5\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ \pi t = -\frac{\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ t = -\frac{1}{6} + 2k \]

Giải phương trình thứ hai:
\[ \pi t + \frac{5\pi}{6} = -\frac{2\pi}{3} + 2k\pi \]
\[ \pi t = -\frac{2\pi}{3} - \frac{5\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ \pi t = -\frac{4\pi + 5\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ \pi t = -\frac{9\pi}{6} + 2k\pi \]
\[ \pi t = -\frac{3\pi}{2} + 2k\pi \]
\[ t = -\frac{3}{2} + 2k \]

Thời điểm vật đi qua vị trí \( x = -2 \) lần thứ 2080 sẽ là:
\[ t = -\frac{1}{6} + 2k \]
hoặc
\[ t = -\frac{3}{2} + 2k \]

Vì \( t \) phải dương, ta chọn \( t = -\frac{1}{6} + 2k \). Để tìm lần thứ 2080, ta giải:
\[ -\frac{1}{6} + 2k = 2080 \]
\[ 2k = 2080 + \frac{1}{6} \]
\[ 2k = \frac{12480 + 1}{6} \]
\[ 2k = \frac{12481}{6} \]
\[ k = \frac{12481}{12} \]

Vậy thời điểm vật đi qua vị trí \( x = -2 \) lần thứ 2080 là:
\[ t = -\frac{1}{6} + 2 \times \frac{12481}{12} = 2080 \text{ s} \]
1
1
Đăng Khoa
03/07 22:20:21
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×