Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Vật có khối lượng 200g dao động điều hòa với phương trình sau: 10cos(4πt + pi/3) (cm/s). Tính tỉ số Wđ và Wt khi a= a max/2 ( lấy π^2=10)

Vật có khối lượng 200g dao động điều hòa với phương trình sau: 10cos(4πt + pi/3) (cm/s)
Tính tỉ số Wđ và Wt khi a= a max/2 ( lấy  π^2=10)
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
64
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính tỉ số \( W_d \) (công của lực điều hòa) và \( W_t \) (công do lực cản) khi \( a = \frac{a_{max}}{2} \), ta cần phân tích các thông số từ phương trình dao động điều hòa được cho.

Phương trình dao động điều hòa của vật là:
\[
x(t) = A \cos(\omega t + \phi)
\]
Với \( A = 10 \) cm (biên độ), \( \omega = 4\pi \) rad/s, và \( \phi = \frac{\pi}{3} \).

Tính gia tốc cực đại \( a_{max} \):
\[
a_{max} = \omega^2 A = (4\pi)^2 \cdot 10 = 16\pi^2 \cdot 10
\]
Thay \( \pi^2 = 10 \) vào:
\[
a_{max} = 16 \cdot 10 \cdot 10 = 1600 \text{ cm/s}^2
\]

Theo đề bài, tại thời điểm \( a = \frac{a_{max}}{2} \):
\[
a = \frac{1600}{2} = 800 \text{ cm/s}^2
\]

Tính cơ năng tổng \( W \) trong dao động điều hòa là:
\[
W = \frac{1}{2} k A^2
\]
Với \( k = m \omega^2 \):
\[
k = 200 \times 10^{-3} \cdot (4\pi)^2
\]
\[
k = 0.2 \cdot 16 \cdot 10 = 32 \text{ N/m}
\]

Cơ năng tổng được tính như sau:
\[
W = \frac{1}{2} \cdot 32 \cdot (10 \cdot 10^{-2})^2 = \frac{1}{2} \cdot 32 \cdot 1 = 16 \text{ J}
\]

Cường độ dao động tại vị trí mà \( a = 800 \text{ cm/s}^2 \):
\[
a = \omega^2 x
\]
Sử dụng công thức và tình huống này, ta có:
\[
800 = (4\pi)^2 x
\]
\[
x = \frac{800}{16\pi^2} = \frac{800}{160} = 5 \text{ cm}
\]

Công do lực điều hòa (công của chúng ta có hiệu là \( W_d \)):
Khi vật di chuyển từ vi trí nào đó đến vị trí mới, bạn sẽ có:
\[
W_d = - \Delta U = W_{max} - U = W_{max} - \frac{1}{2} k x^2
\]
\[
W_d = 16 - \frac{1}{2} \cdot 32 \cdot (5\cdot 10^{-2})^2
\]
\[
= 16 - 0.04 \cdot 32 = 16 - 1.28 = 14.72 \text{ J}
\]

Bây giờ, ta tính \( W_t \) với cường độ dao động hiện tại:
Một phần nhỏ của công bởi lực cản sẽ là một hằng số phụ thuộc vào độ mất mát năng lượng, với tỷ lệ mà bạn xác định từ khả năng mất năng lượng.

Kết quả là ta có:
\[
\text{Tỉ số } \frac{W_d}{W_t}
\]

Phải xác định chính xác \( W_t \) để có tỷ số chính xác, với cơ bản là piston và trọng lực cản chuyển động.

Đề bài không cho giá trị cụ thể cho \( W_t \) nên bạn cần xác định hơn từ chi tiết điều kiện bài toán.

Dựa trên các thông tin có được, bạn vẫn có thể tính \( \frac{14.72}{W_t} \) nếu có \( W_t \).

Tóm lại, cần có thêm thông tin về lực cản hoặc các yêu tố mất năng lượng để tính chính xác tỷ số giữa \( W_d \) và \( W_t \).
1
2
Nhi
14/08 19:34:59
+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
×