Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 20cos(10πt + π/2) cm. Xác định thời điểm đầu vật đi qua li độ x = 5cm theo chiều ngược chiều chiều dương kể từ t = 0

----- Nội dung dịch tự động từ ảnh -----
Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình \( x = 20 \cos \left( 10\pi t + \frac{\pi}{2} \right) \) cm. Xác định thời điểm đầu tiên vật đi qua vị trí có li độ \( x = 5 \) cm theo chiều ngược chiều với chiều dương kể từ thời điểm \( t = 0 \).
1 trả lời
Hỏi chi tiết
55
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm thời điểm đầu tiên mà vật dao động đi qua vị trí có li độ \( x = 5 \) cm theo chiều ngược lại với chiều dương, bắt đầu từ thời điểm \( t = 0 \).

### Bước 1: Thiết lập phương trình
Phương trình dao động điều hòa được cho là:
\[
x = 20 \cos\left(10\pi t + \frac{\pi}{2}\right) \text{ cm}
\]

### Bước 2: Tìm thời điểm \( t \) khi \( x = 5 \) cm
Giải phương trình:
\[
20 \cos\left(10\pi t + \frac{\pi}{2}\right) = 5
\]
\[
\cos\left(10\pi t + \frac{\pi}{2}\right) = \frac{5}{20} = \frac{1}{4}
\]

### Bước 3: Tính giá trị góc
Do \( \cos\left(\theta + \frac{\pi}{2}\right) = -\sin(\theta) \), ta có:
\[
-\sin\left(10\pi t\right) = \frac{1}{4}
\]
\[
\sin\left(10\pi t\right) = -\frac{1}{4}
\]

### Bước 4: Tính các giá trị của \( t \)
Các góc mà sin có giá trị âm:
\[
10\pi t = \arcsin\left(-\frac{1}{4}\right) + k\pi
\]
với \( k \in \mathbb{Z} \).

Xác định giá trị \( \theta \):
\[
\sin^{-1}\left(-\frac{1}{4}\right) \approx -0.2527 \text{ rad}
\]

### Bước 5: Tính giá trị cụ thể
Vậy,
\[
10\pi t = -0.2527 + k\pi
\]
=>
\[
t = \frac{-0.2527 + k\pi}{10\pi}
\]

### Bước 6: Tìm thời điểm đầu tiên
Thay \( k = 0 \):
\[
t_1 = \frac{-0.2527}{10\pi} \approx -0.008
\]
Tuy nhiên, giá trị này không hợp lệ vì \( t \) không thể âm. Thay \( k = 1 \):
\[
t_2 = \frac{-0.2527 + \pi}{10\pi} \approx \frac{-0.2527 + 3.1416}{31.4159} \approx \frac{2.8889}{31.4159} \approx 0.092
\]

### Kết luận
Thời điểm đầu tiên mà vật đi qua vị trí \( x = 5 \) cm theo chiều ngược lại là khoảng \( t \approx 0.092 \) giây.
3
0
Phuong
09/08 09:49:56
+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