LH Quảng cáo: lazijsc@gmail.com

Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Tính pha ban đầu và biểu diễn trên đường tròn lượng giác và giải thích tại sao lại biểu diễn như thế

1 vật dddh, ban đầu vật ở vị trí là -A√2/2 và đang đi ra xa VTCB. Tính pha ban đầu và biểu diễn trên đường tròn lượng giác và giải thích tại sao lại biểu diễn như thế
2 trả lời
Hỏi chi tiết
18
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính pha ban đầu và biểu diễn trên đường tròn lượng giác, ta cần xem xét thông tin mà bạn đã cung cấp. Vật đang dao động điều hòa, với các vị trí và vận tốc cụ thể.

1. **Tính pha ban đầu**:

Gọi vị trí cực đại dương là \( A \). Vì vật đang ở vị trí \( -A\frac{\sqrt{2}}{2} \) và đang đi ra xa vị trí cân bằng (VTCB), tức là đang có vận tốc dương.

Ta biết rằng trong dao động điều hòa, vị trí \( x \) được mô tả bởi:
\[
x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0)
\]
với \( \phi_0 \) là pha ban đầu.

Từ đó, ta có:
\[
-A\frac{\sqrt{2}}{2} = A \cos(\omega t + \phi_0)
\]

Chia cả hai vế cho \( A \) (nếu \( A \neq 0 \)):
\[
-\frac{\sqrt{2}}{2} = \cos(\omega t + \phi_0)
\]

Nhớ rằng \( \cos(\theta) = -\frac{\sqrt{2}}{2} \) khi \( \theta = \frac{3\pi}{4} + 2k\pi \) hoặc \( \theta = \frac{5\pi}{4} + 2k\pi \). Tuy nhiên, vì vật đang đi ra xa VTCB, ta chọn giá trị:
\[
\omega t + \phi_0 = \frac{5\pi}{4}
\]

Từ đó, ta có thể tìm pha ban đầu \( \phi_0 \):
\[
\phi_0 = \frac{5\pi}{4} - \omega t
\]
Thời điểm cụ thể \( t \) sẽ cần biết để tính cụ thể \( \phi_0 \).

2. **Biểu diễn trên đường tròn lượng giác**:

Để biểu diễn trên đường tròn lượng giác, ta vẽ đường tròn có bán kính bằng \( A \).
- Dọc trục hoành (trục x): vị trí bằng \( A \) (thực tế là cực đại dương).
- Trục tung (trục y): có thể không cần biểu diễn trong bài toán này.

Vị trí hiện tại tương ứng với \( -A\frac{\sqrt{2}}{2} \) sẽ nằm trên trục hoành, bên trái, có tọa độ \( (-A\frac{\sqrt{2}}{2}, 0) \). Khi đó, góc tương ứng mà tính được là \( \frac{5\pi}{4} \).

3. **Giải thích trạng thái và biểu diễn**:

- Vật ở trạng thái dao động điều hòa, khi nó đạt vị trí âm và đang di chuyển ra xa VTCB, điều này cho thấy rằng vật ở một trong các pha âm của chu kỳ dao động.
- Về mặt vật lý, khi vật ở vị trí này, lực phục hồi cũng như động năng của vật đang thay đổi, do đó, vị trí và vận tốc tại thời điểm này có những tương quan nhất định.
- Hình ảnh trên đường tròn lượng giác giúp chúng ta trực quan hóa chuyển động dao động điều hòa và cơ chế biến đổi giữa vị trí và tốc độ của vật qua các pha khác nhau.

Với thông tin cụ thể như thời điểm \( t \), bạn có thể tính toán chính xác giá trị của pha ban đầu \( \phi_0 \).
1
0
Bình An Phạm
07/11 22:04:16
+5đ tặng

x = Acos(ωt + φ) Trong đó:

  • x: li độ tại thời điểm t
  • A: biên độ dao động
  • ω: tần số góc
  • t: thời gian
  • φ: pha ban đầu
  • Tại t = 0:
    • x = -A√2/2
    • Vật đang đi ra xa VTCB (nghĩa là vận tốc v > 0)
  • Thay các giá trị ban đầu vào phương trình tổng quát: -A√2/2 = Acos(ω*0 + φ) ⇒ cosφ = -√2/2
  • Vì vật đang đi ra xa VTCB (v > 0) nên vật đang chuyển động từ vị trí cân bằng âm sang vị trí biên dương. Điều này tương ứng với góc φ nằm trong khoảng (π/2; π).
  • Kết hợp với cosφ = -√2/2, ta suy ra φ = 5π/4.
  • Vẽ đường tròn lượng giác với bán kính A.
  • Xác định vị trí ban đầu của vật: góc quét từ vị trí cân bằng dương đến vị trí ban đầu là 5π/4 (tức là quay ngược chiều kim đồng hồ 5π/4).
    • Đường tròn lượng giác giúp trực quan hóa dao động điều hòa.
    • Mỗi điểm trên đường tròn tương ứng với một trạng thái của vật dao động.
    • Góc quét từ vị trí cân bằng đến một điểm bất kỳ trên đường tròn chính là pha của dao động tại thời điểm đó.
    • Chiều quay của đường tròn cho biết chiều chuyển động của vật.

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
0
0
Đặng Mỹ Duyên
07/11 22:05:07
+4đ tặng
Đáp án
Bước 1: Xác định vị trí ban đầu của vật trên đường tròn lượng giác
 
 Vật ở vị trí -A√2/2 và đang đi ra xa VTCB, tức là vật đang chuyển động theo chiều dương.
 Trên đường tròn lượng giác, vị trí -A√2/2 nằm ở góc 5π/4 hoặc -3π/4.
Do vật đang chuyển động theo chiều dương, nên vị trí ban đầu của vật là góc 5π/4.
 
Bước 2: Xác định pha ban đầu
 
 Pha ban đầu φ là góc hợp bởi vecto quay và trục hoành tại thời điểm ban đầu.
Tại thời điểm ban đầu, vecto quay đang ở góc 5π/4.
Vậy pha ban đầu φ = 5π/4.
 
 Bước 3: Biểu diễn trên đường tròn lượng giác
 
 Vẽ đường tròn lượng giác với bán kính A.
Xác định vị trí ban đầu của vật là góc 5π/4 trên đường tròn.
Vẽ vecto quay từ vị trí ban đầu theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
 
Giải thích cách biểu diễn
 
 Đường tròn lượng giác là một công cụ trực quan để biểu diễn dao động điều hòa.
Mỗi điểm trên đường tròn lượng giác tương ứng với một vị trí của vật dao động.
Vecto quay biểu diễn sự thay đổi vị trí của vật theo thời gian.
Pha ban đầu là góc hợp bởi vecto quay và trục hoành tại thời điểm ban đầu.
 
 Kết luận
 
Pha ban đầu của vật là 5π/4. Biểu diễn trên đường tròn lượng giác như hình vẽ.
 
Lưu ý:
 
 Có thể biểu diễn pha ban đầu là -3π/4, nhưng thông thường ta chọn pha ban đầu nằm trong khoảng từ 0 đến 2π.
 Vecto quay luôn chuyển động theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
 
Đặng Mỹ Duyên
Chấm được khum cậu
Dragon
Vật đang ở nơi có li độ âm và đang ra xa VTCB thì phải theo chiều âm chứ nhỉ

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
Trắc nghiệm 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

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