Làm sao để có câu trả lời hay nhất?
10/11/2024
10/11/2024
? WhoTuyệt vời! Bài tập này khá toàn diện, giúp bạn nắm vững các khái niệm và kỹ năng giải toán về dao động điều hòa. Mình sẽ hướng dẫn bạn từng bước một để giải quyết bài tập này nhé.
Lưu ý: Để giải bài tập này, bạn cần nắm vững các công thức và khái niệm cơ bản về dao động điều hòa như: phương trình dao động, biên độ, tần số, chu kỳ, pha ban đầu, vận tốc, gia tốc, động năng, thế năng, cơ năng.
Giải chi tiết từng phương trình:
Mình sẽ lấy ví dụ phương trình 1: x = 4cos(5πt - π/2) để minh họa cách giải, các phương trình còn lại bạn làm tương tự.
a) Xác định biên độ, tần số, chu kỳ và pha của dao động tại thời điểm t. Vẽ đồ thị li độ x theo thời gian.
Biên độ A = 4 cm
Tần số góc ω = 5π rad/s
Tần số f = ω/2π = 2.5 Hz
Chu kỳ T = 1/f = 0.4 s
Pha ban đầu φ = -π/2
Đồ thị li độ x theo thời gian là một đường sin (hoặc cos) với biên độ A, chu kỳ T và pha ban đầu φ.
b) Viết phương trình vận tốc, phương trình gia tốc. Xác định vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t = 0.5s.
Phương trình vận tốc: v = -Aωsin(ωt + φ) = -20πsin(5πt - π/2) cm/s
Phương trình gia tốc: a = -Aω²cos(ωt + φ) = -100π²cos(5πt - π/2) cm/s²
Tại t = 0.5s, ta thay t vào các phương trình trên để tính được v và a.
c) Tại vị trí cách biên dương một khoảng bằng 1/3 biên độ và đang chuyển động theo chiều âm, xác định vận tốc và gia tốc của vật.
Tính li độ x tương ứng với vị trí này.
Thay x vào phương trình vận tốc để tìm v.
Vì vật đang chuyển động theo chiều âm nên vận tốc sẽ mang dấu âm.
Sử dụng công thức liên hệ giữa a, v và x để tính gia tốc.
d) Xác định thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng:
Vị trí cân bằng có x = 0.
Giải phương trình x = 0 để tìm các giá trị t tương ứng.
Để tìm lần thứ 9, lần thứ 9 theo chiều dương, lần thứ 9 theo chiều âm, bạn cần vẽ đồ thị hoặc sử dụng vòng tròn lượng giác.
e) Tính quãng đường vật đi được sau thời gian 1.25s.
Chia nhỏ khoảng thời gian 1.25s thành các khoảng thời gian mà vật đi qua các vị trí đặc biệt (ví dụ: biên, vị trí cân bằng).
Tính quãng đường đi được trong từng khoảng thời gian và cộng lại.
f) Tính tốc độ trung bình, vận tốc trung bình của vật sau thời gian bằng 0.75 chu kỳ.
Tốc độ trung bình: Quãng đường đi được chia cho thời gian.
Vận tốc trung bình: Độ biến thiên li độ chia cho thời gian.
g) Cho vật có khối lượng m = 200g:
Khi vật có li độ bằng 1/3 biên độ, tính động năng, thế năng và cơ năng:
Tính vận tốc v tại vị trí đó.
Sử dụng công thức tính động năng Wđ = 0.5mv² và thế năng Wt = 0.5kx² (k là độ cứng lò xo).
Cơ năng W = Wđ + Wt.
Khi vật có thế năng bằng 1/3 động năng, vật ở vị trí nào, có vận tốc và gia tốc là bao nhiêu:
Lập hệ phương trình gồm phương trình liên hệ giữa động năng và thế năng và phương trình dao động.
Giải hệ phương trình để tìm x, v và a.
10/11/2024
Tuyệt vời! Bài tập này khá toàn diện, giúp bạn nắm vững các khái niệm và kỹ năng giải toán về dao động điều hòa. Mình sẽ hướng dẫn bạn từng bước một để giải quyết bài tập này nhé.
Lưu ý: Để giải bài tập này, bạn cần nắm vững các công thức và khái niệm cơ bản về dao động điều hòa như: phương trình dao động, biên độ, tần số, chu kỳ, pha ban đầu, vận tốc, gia tốc, động năng, thế năng, cơ năng.
Giải chi tiết từng phương trình:
Mình sẽ lấy ví dụ phương trình 1: x = 4cos(5πt - π/2) để minh họa cách giải, các phương trình còn lại bạn làm tương tự.
a) Xác định biên độ, tần số, chu kỳ và pha của dao động tại thời điểm t. Vẽ đồ thị li độ x theo thời gian.
Biên độ A = 4 cm
Tần số góc ω = 5π rad/s
Tần số f = ω/2π = 2.5 Hz
Chu kỳ T = 1/f = 0.4 s
Pha ban đầu φ = -π/2
Đồ thị li độ x theo thời gian là một đường sin (hoặc cos) với biên độ A, chu kỳ T và pha ban đầu φ.
b) Viết phương trình vận tốc, phương trình gia tốc. Xác định vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t = 0.5s.
Phương trình vận tốc: v = -Aωsin(ωt + φ) = -20πsin(5πt - π/2) cm/s
Phương trình gia tốc: a = -Aω²cos(ωt + φ) = -100π²cos(5πt - π/2) cm/s²
Tại t = 0.5s, ta thay t vào các phương trình trên để tính được v và a.
c) Tại vị trí cách biên dương một khoảng bằng 1/3 biên độ và đang chuyển động theo chiều âm, xác định vận tốc và gia tốc của vật.
Tính li độ x tương ứng với vị trí này.
Thay x vào phương trình vận tốc để tìm v.
Vì vật đang chuyển động theo chiều âm nên vận tốc sẽ mang dấu âm.
Sử dụng công thức liên hệ giữa a, v và x để tính gia tốc.
d) Xác định thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng:
Vị trí cân bằng có x = 0.
Giải phương trình x = 0 để tìm các giá trị t tương ứng.
Để tìm lần thứ 9, lần thứ 9 theo chiều dương, lần thứ 9 theo chiều âm, bạn cần vẽ đồ thị hoặc sử dụng vòng tròn lượng giác.
e) Tính quãng đường vật đi được sau thời gian 1.25s.
Chia nhỏ khoảng thời gian 1.25s thành các khoảng thời gian mà vật đi qua các vị trí đặc biệt (ví dụ: biên, vị trí cân bằng).
Tính quãng đường đi được trong từng khoảng thời gian và cộng lại.
f) Tính tốc độ trung bình, vận tốc trung bình của vật sau thời gian bằng 0.75 chu kỳ.
Tốc độ trung bình: Quãng đường đi được chia cho thời gian.
Vận tốc trung bình: Độ biến thiên li độ chia cho thời gian.
g) Cho vật có khối lượng m = 200g:
Khi vật có li độ bằng 1/3 biên độ, tính động năng, thế năng và cơ năng:
Tính vận tốc v tại vị trí đó.
Sử dụng công thức tính động năng Wđ = 0.5mv² và thế năng Wt = 0.5kx² (k là độ cứng lò xo).
Cơ năng W = Wđ + Wt.
Khi vật có thế năng bằng 1/3 động năng, vật ở vị trí nào, có vận tốc và gia tốc là bao nhiêu:
Lập hệ phương trình gồm phương trình liên hệ giữa động năng và thế năng và phương trình dao động.
Giải hệ phương trình để tìm x, v và a.
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
CÂU HỎI LIÊN QUAN
2 phút trước
20 phút trước
1 giờ trước
1 giờ trước
Top thành viên trả lời