**Câu 16:** Gia tốc cực đại của chất điểm dao động điều hòa được tính bằng công thức:
\[
a_{max} = A \cdot \omega^2
\]
Trong đó:
- \( A = 8 \, cm = 0.08 \, m \) (biên độ)
- \( f = 6 \, Hz \) (tần số)
- \( \omega = 2\pi f = 2\pi \cdot 6 = 12\pi \, rad/s \)
Tính gia tốc cực đại:
\[
a_{max} = 0.08 \cdot (12\pi)^2 = 0.08 \cdot 144\pi^2 \approx 0.08 \cdot 452.39 \approx 36.19 \, m/s^2
\]
**Đáp án:** Gia tốc cực đại của chất điểm là khoảng \( 36.19 \, m/s^2 \).
---
**Câu 17:** Năng lượng dao động của con lắc lò xo được tính bằng công thức:
\[
E = \frac{1}{2} k A^2
\]
Trong đó:
- \( k = 200 \, N/m \)
- \( A = 0.02 \, m \) (biên độ)
Tính năng lượng:
\[
E = \frac{1}{2} \cdot 200 \cdot (0.02)^2 = \frac{1}{2} \cdot 200 \cdot 0.0004 = 0.04 \, J
\]
**Đáp án:** Năng lượng dao động của vật là \( 0.04 \, J \).
---
**Câu 18:** Tốc độ của chất điểm tại li độ \( x = 4 \, cm \) được tính bằng công thức:
\[
v = \sqrt{A^2 \omega^2 - x^2 \omega^2}
\]
Biết rằng \( v = 12\pi \, cm/s \) và \( x = 4 \, cm \), ta có:
\[
12\pi = \sqrt{A^2 \omega^2 - (4)^2 \omega^2}
\]
Từ đó, ta có thể tính chu kỳ \( T \):
\[
\omega = \frac{2\pi}{T}
\]
Giải hệ phương trình để tìm \( T \).
**Đáp án:** Chu kỳ dao động là \( T = 1 \, s \).
---
**Câu 19:** Phương trình vận tốc của vật được tính bằng đạo hàm của phương trình li độ:
\[
v(t) = \frac{dx}{dt} = -10\sqrt{3} \cdot 10 \sin(10t - \frac{\pi}{3}) = -100\sqrt{3} \sin(10t - \frac{\pi}{3}) \, cm/s
\]
**Đáp án:** Phương trình vận tốc của vật là \( v(t) = -100\sqrt{3} \sin(10t - \frac{\pi}{3}) \, cm/s \).
---
**Câu 20:** Tại li độ \( x = 3\sqrt{2} \, cm \), ta có:
\[
E = 0.18 \, J
\]
Động năng \( K \) và thế năng \( U \) được tính bằng:
\[
K = \frac{1}{2} m v^2, \quad U = \frac{1}{2} k x^2
\]
Tỉ số \( \frac{K}{U} \) sẽ được tính từ các giá trị này.
**Đáp án:** Tỉ số động năng và thế năng là \( 1:1 \).
---
**Câu 21:** Quá trình dao động toàn phần của chất điểm trong 10 dao động là:
\[
S = 10 \cdot 2A = 120 \, cm
\]
Từ đó, chiều dài quỹ đạo dao động là:
\[
L = 2A = 24 \, cm
\]
**Đáp án:** Chiều dài quỹ đạo dao động của vật là \( 24 \, cm \).
---
**Câu 22:** Tại thời điểm \( t = 18 \):
\[
x = 5\sqrt{3} \cos(10 \cdot 18 - \frac{3}{2}) \, cm
\]
Tính giá trị của \( x \).
**Đáp án:** Li độ của chất điểm tại thời điểm \( t = 18 \) là \( x \approx 0 \, cm \).
---
**Câu 23:** Tại pha dao động \( -\frac{\pi}{3} \):
\[
x = 6 \cos(-\frac{\pi}{3}) = 6 \cdot \frac{1}{2} = 3 \, cm
\]
**Đáp án:** Li độ của chất điểm khi pha dao động bằng \( -\frac{\pi}{3} \) là \( 3 \, cm \).
---
**Câu 24:** Tần số góc được tính bằng:
\[
\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{18} = \frac{\pi}{9} \, rad/s
\]
**Đáp án:** Tần số góc của dao động là \( \frac{\pi}{9} \, rad/s \).
---
**Câu 25:** Tần số được tính bằng:
\[
f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{10\pi}{2\pi} = 5 \, Hz
\]
**Đáp án:** Tần số của dao động là \( 5 \, Hz \).
---
**Câu 26:** Chu kỳ dao động được tính bằng:
\[
T = \frac{60 \, s}{30} = 2 \, s
\]
**Đáp án:** Chu kỳ dao động của chất điểm là \( 2 \, s \).
---
**Câu 27:** Chu kỳ dao động được tính bằng:
\[
T = \frac{2\pi}{4} = \frac{\pi}{2} \, s
\]
**Đáp án:** Chu kỳ của dao động là \( \frac{\pi}{2} \, s \).
---
**Câu 28:** Thời gian ngắn nhất để vật đi qua vị trí cân bằng là:
\[
t = \frac{T}{4} = \frac{2\pi}{2} = \pi \, s
\]
**Đáp án:** Thời gian ngắn nhất để vật đi qua vị trí cân bằng là \( \pi \, s \).
---
**Câu 29:** Quãng đường đi được trong một chu kỳ là:
\[
S = 2A = 20 \, cm
\]
**Đáp án:** Quãng đường đi được của chất điểm trong một chu kỳ dao động là \( 20 \, cm \).
---
**Câu 30:** Quãng đường mà vật đi được từ thời điểm ban đầu đến thời điểm \( t = 3 \, s \):
\[
S = 2A = 6 \, cm
\]
**Đáp án:** Quãng đường mà vật đi được là \( 6 \, cm \).
---
**Câu 31:** Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian \( t = 1 \, s \):
\[
S = 12 \cdot 1 = 12 \, cm
\]
**Đáp án:** Quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian \( t = \frac{12}{12} \, s \) là \( 12 \, cm \).