Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một khối lượng 200g dao động điều hòa với tần số f = 1Hz. Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm, với tốc độ v = 10π (cm/s) theo chiều dương

----- Nội dung dịch tự động từ ảnh -----
Câu 10: Một khối lượng 200g dao động điều hòa với tần số f = 1Hz. Tại thời điểm ban đầu vật đi qua vị trí có li độ x = 5cm, với tốc độ v = 10π (cm/s) theo chiều dương.
a. Viết phương trình dao động?
b. Viết phương trình gia tốc và vận tốc.
c. Khi chất điểm qua VTCB thì vận tốc có độ lớn bằng bao nhiêu?
d. Vận tốc của chất điểm tại thời điểm t = 10s.
1 trả lời
Hỏi chi tiết
274
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán dao động điều hòa, ta có thể thực hiện như sau:

### a. Viết phương trình dao động
Vật dao động điều hòa có thể được mô tả bằng phương trình:
\[ x(t) = A \cos(\omega t + \phi) \]
Trong đó:
- \( A \) là biên độ
- \( \omega = 2\pi f \) là tần số góc (với \( f \) là tần số)
- \( \phi \) là pha ban đầu

*Dữ liệu cho trước*:
- Khối lượng \( m = 200 \, \text{g} = 0.2 \, \text{kg} \)
- Tần số \( f = 1 \, \text{Hz} \) => \( \omega = 2\pi \, \text{rad/s} \)
- Li độ tại thời điểm ban đầu \( x(0) = 5 \, \text{cm} = 0.05 \, \text{m} \)
- Tốc độ tại thời điểm ban đầu \( v(0) = 10\pi \, \text{cm/s} = 0.1\pi \, \text{m/s} \)

Tốc độ \( v(t) \) được cho bởi đạo hàm của li độ:
\[ v(t) = -A\omega \sin(\omega t + \phi) \]

Tại thời điểm \( t = 0 \):
* \( x(0) = A \cos(\phi) = 0.05 \)
* \( v(0) = -A\omega \sin(\phi) = 0.1\pi \)

Từ công thức \( \omega = 2\pi \):
\[ v(0) = -A \cdot 2\pi \cdot \sin(\phi) \]

Sử dụng đồng thời hai phương trình trên, ta có thể tìm được \( A \) và \( \phi \).

1. Từ \( x(0) \):
\[ A \cos(\phi) = 0.05 \]

2. Từ \( v(0) \):
\[ -2\pi A \sin(\phi) = 0.1\pi \]

\[\Rightarrow A \sin(\phi) = -0.05 \]

Giải hệ phương trình này, ta có thể chọn \( A \) và \( \phi \).

### b. Viết phương trình gia tốc và vận tốc
Phương trình gia tốc:
\[
a(t) = -\omega^2 A \cos(\omega t + \phi)
\]

Phương trình vận tốc (đã có từ trên):
\[
v(t) = -A\omega \sin(\omega t + \phi)
\]

### c. Khi chất điểm qua VTCB thì vận tốc có độ lớn bằng bao nhiêu?
Khi chất điểm qua vị trí cân bằng (VTCB), \( x = 0 \):

Thay \( x(t) = 0 \) vào phương trình dao động:
\[ A \cos(\omega t + \phi) = 0 \]

Điều này xảy ra khi \( \cos(\omega t + \phi) = 0 \) => \( \omega t + \phi = \frac{\pi}{2} + k\pi \) (với \( k \in \mathbb{Z} \))

Vận tốc tại VTCB:
\[ v = \pm A\omega \]
Từ vế hàm vận tốc ở vị trí VTCB, ta có thể tính toán giá trị của \( A \).

### d. Vận tốc của chất điểm tại thời điểm \( t = 10s \)
Sử dụng phương trình vận tốc:
\[ v(t) = -A\omega \sin(\omega t + \phi) \]

Thay các giá trị đã tìm được vào phương trình này để tính vận tốc tại \( t = 10s \).

### Kết luận:
Bạn cần giải hệ phương trình ở phần a để tìm nghiệm cho \( A \) và \( \phi \), rồi áp dụng vào phương trình gia tốc và vận tốc để hoàn thành bài toán.
2
0
Silent Now
09/08 07:33:11
+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 ký 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
Bài tập liên quan
Bài tập Vật lý Lớp 11 mới nhất

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

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Gia sư Lazi Gia sư
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo