a. Hãy xác định biên độ, chu kỳ, tần số góc và pha ban đầu của vật.
Biên độ (A): Là giá trị lớn nhất của hàm số. Từ đồ thị, biên độ là khoảng cách từ trục Ox đến điểm cao nhất của đồ thị. Ở đây, biên độ là 2.5 cm.
Chu kỳ (T): Là khoảng cách trên trục thời gian giữa hai điểm liên tiếp có cùng trạng thái. Từ đồ thị, ta thấy chu kỳ là 2 giây.
Tần số góc (ω): Được tính bằng công thức:
ω=2π/T
Thay T = 2 vào công thức:
ω=2π/2=π rad/s
- Pha ban đầu (φ): Từ đồ thị, ta thấy tại thời điểm t = 0, giá trị của hàm số là -2.5 cm. Điều này cho thấy pha ban đầu là:
ϕ=−π/2 rad
b. Viết pt li độ và pt gia tốc của vật.
- Phương trình li độ (x): Dựa vào các thông số đã xác định, phương trình li độ có dạng:
x(t)=A⋅cos(ωt+ϕ)
Thay các giá trị vào:
x(t)=2.5⋅cos(πt−2π)=2.5⋅sin(πt)
- Phương trình gia tốc (a): Gia tốc là đạo hàm bậc hai của li độ theo thời gian. Từ phương trình li độ, ta có:
a(t)=−A⋅ω2⋅cos(ωt+ϕ)
Thay các giá trị vào:
a(t)=−2.5⋅π2⋅cos(πt−2π)=−2.5⋅π2⋅sin(πt)
Kết luận:
- Biên độ: 2.5 cm
- Chu kỳ: 2 giây
- Tần số góc: π rad/s
- Pha ban đầu: −π/2 rad
- Phương trình li độ: x(t)=2.5⋅sin(πt)
- Phương trình gia tốc: a(t)=−2.5⋅π2⋅sin(πt)