Một vật dao động điều hòa có vmax = 16π (cm/s); amax = 6,4 (m/s2 ). Lấy π^2 = 10 Một vật dao động điều hòa có vmax = 16π (cm/s); amax = 6,4 (m/s2 ). Lấy π2 = 10. a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật. b) Tính độ dài quỹ đạo chuyển động của vật.
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải bài toán trên, ta sẽ sử dụng các công thức liên quan đến dao động điều hòa. ### a) Tính chu kỳ, tần số dao động của vật Biết rằng: - Tốc độ cực đại (\( v_{max} \)) và gia tốc cực đại (\( a_{max} \)) được cho bởi các công thức sau: \[ v_{max} = A \omega \] \[ a_{max} = A \omega^2 \] Trong đó: - \( A \) là biên độ - \( \omega \) là tần số góc Từ công thức \( v_{max} = A \omega \), ta có: \[ A = \frac{v_{max}}{\omega} \] Thay giá trị \( v_{max} = 16\pi \) cm/s vào công thức và chuyển sang mét (1 cm = 0.01 m): \[ v_{max} = 16\pi \text{ cm/s} = 0.16\pi \text{ m/s} \] Từ \( a_{max} = A \omega^2 \), ta có: \[ A = \frac{a_{max}}{\omega^2} \] Bây giờ, ta có hai phương trình cho \( A \): \[ \frac{v_{max}}{\omega} = \frac{a_{max}}{\omega^2} \] Giải phương trình này: \[ v_{max} = a_{max} \cdot \frac{1}{\omega} \] Thay giá trị vào: \[ 0.16\pi = 6.4 \cdot \frac{1}{\omega} \] \[ \omega = \frac{6.4}{0.16\pi} = \frac{6.4}{0.16 \cdot 3.16} \approx \frac{6.4}{0.5024} \approx 12.74 \text{ rad/s} \] Tiếp theo, tính chu kỳ \( T = \frac{2\pi}{\omega} \) và tần số \( f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi} \): \[ T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{2\pi}{12.74} \approx \frac{6.28}{12.74} \approx 0.493 \text{ s} \] \[ f = \frac{\omega}{2\pi} \approx \frac{12.74}{2\pi} \approx \frac{12.74}{6.28} \approx 2.03 \text{ Hz} \] ### b) Tính độ dài quỹ đạo chuyển động của vật Độ dài quỹ đạo chuyển động trong một chu kỳ là \( 4A \), trong đó \( A \) là biên độ. Để tìm \( A \), sử dụng lại công thức từ trên: \[ a_{max} = A \omega^2 \Rightarrow A = \frac{a_{max}}{\omega^2} = \frac{6.4}{(12.74)^2} \] Tính \( (12.74)^2 \): \[ (12.74)^2 \approx 162.026 \] Tính \( A \): \[ A \approx \frac{6.4}{162.026} \approx 0.0395 \text{ m} = 3.95 \text{ cm} \] Bây giờ tính độ dài quỹ đạo: \[ D = 4A \approx 4 \times 3.95 \approx 15.8 \text{ cm} \] ### Kết luận: - a) Chu kỳ \( T \approx 0.493 \) s, tần số \( f \approx 2.03 \) Hz. - b) Độ dài quỹ đạo chuyển động \( D \approx 15.8 \) cm.