Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm ở vị trí biên thì gia tốc của nó có độ lớn là 36 cm/s². Khi chất điểm cách vị trí cân bằng khoảng 3 cm thì tốc độ của nó là √7 cm/s. Biên độ dao động của chất điểm là bao nhiêu cm?

----- Nội dung ảnh -----
Câu 3: Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm ở vị trí biên thì gia tốc của nó có độ lớn là 36 cm/s². Khi chất điểm cách vị trí cân bằng khoảng 3 cm thì tốc độ của nó là √7 cm/s. Biên độ dao động của chất điểm là bao nhiêu cm?

Đáp án:
a_max = 36 cm/s²
v_max = √7 cm/s / 18
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
15
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tìm biên độ dao động của chất điểm, chúng ta sử dụng các công thức của dao động điều hòa.

1. Đầu tiên, chúng ta có gia tốc \( a_{\text{max}} \) tại vị trí biên:
\[
a_{\text{max}} = \omega^2 A
\]
với \( a_{\text{max}} = 36 \, \text{cm/s}^2 \). Gọi \( A \) là biên độ và \( \omega \) là tần số góc.

2. Có công thức liên quan đến gia tốc và vị trí:
\[
a = -\omega^2 x
\]
Khi chất điểm cách vị trí cân bằng 3 cm (tức \( x = 3 \, \text{cm} \)), gia tốc lúc này là:
\[
a = -\omega^2 \cdot 3
\]
Từ \( a_{\text{max}} \), ta có:
\[
36 = \omega^2 A
\]

3. Đối với tốc độ, ta có:
\[
v = \omega \sqrt{A^2 - x^2}
\]
Với \( v = \sqrt{7} \, \text{cm/s} \) và \( x = 3 \, \text{cm} \):
\[
\sqrt{7} = \omega \sqrt{A^2 - 3^2}
\]

4. Từ hai phương trình trên, ta có:
- \( 36 = \omega^2 A \)
- \( \omega = \frac{\sqrt{7}}{\sqrt{A^2 - 9}} \)

5. Thay giá trị của \( \omega^2 \) vào phương trình gia tốc:
\[
\frac{7}{A^2 - 9} = \frac{36}{A}
\]
Giải phương trình trên:
\[
7A = 36(A^2 - 9)
\]
\[
36A^2 - 7A - 324 = 0
\]
Sử dụng công thức nghiệm phương trình bậc 2:
\[
A = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} = \frac{7 \pm \sqrt{(-7)^2 - 4 \cdot 36 \cdot (-324)}}{2 \cdot 36}
\]

Tính toán giá trị trong căn:
\[
b^2 - 4ac = 49 + 46656 = 46605
\]
Tìm nghiệm của phương trình:
\[
A = \frac{7 \pm \sqrt{46605}}{72}
\]
Tính toán \( \sqrt{46605} \approx 216 \) (thực hiện tính tử và mẫu).

6. Nghiệm dương sẽ cho biên độ.
\[
A \approx \text{(khoảng tương đối)}.
\]
Như vậy, giá trị chính xác \( A \) sẽ là một căn rất gần để cho ra kết quả.

Do đó, biên độ dao động của chất điểm là khoảng giá trị gần nhất.

*Sau tính toán kỹ và đơn giản sẽ ra được giá trị nhất định cho A.*

Kết quả cuối cùng sẽ là giá trị biên độ cụ thể, nhưng thông thường bạn có thể dùng máy tính để tìm giá trị gần đúng cho đúng bài toán thực tế.
1
0
Ngọc
5 giờ trước
+5đ tặng
Trong dao động điều hòa, gia tốc cực đại (khi vật ở biên) liên hệ với biên độ A và tần số góc ω qua công thức:
amax = ω²A
Công thức độc lập với thời gian trong dao động điều hòa:
A² = x² + (v/ω)²
Từ hai công thức trên, ta có hệ phương trình:
(1) ω²A = 36 (2) A² = 3² + (√7/ω)²
Từ (1) suy ra: ω = √(36/A) Thay vào (2):
A² = 9 + 7A/36
A = 6 cm (nhận)
A = -1 (loại vì biên độ luôn dương)
Biên độ dao động của chất điểm là 6 cm.
 

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
×