Chúng ta sẽ giải từng câu một.
---
**Câu 6:**
Cho:
- Biên độ A = 3 cm = 0,03 m
- Cơ năng E = 0,18 J
- Li độ x = -1 cm = -0,01 m
Tìm động năng \( W_d \) tại vị trí \( x = -0,01 \, m \).
**Lời giải:**
Trong dao động điều hòa, cơ năng \( E \) được chia thành thế năng và động năng:
\[
E = W_t + W_d
\]
Thế năng tại li độ \( x \) là:
\[
W_t = \frac{1}{2} k x^2
\]
Động năng:
\[
W_d = E - W_t = E - \frac{1}{2} k x^2
\]
Ta không biết \( k \), nhưng ta có thể sử dụng mối quan hệ:
\[
E = \frac{1}{2} k A^2 \implies k = \frac{2E}{A^2}
\]
Thay vào biểu thức thế năng:
\[
W_t = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} \cdot \frac{2E}{A^2} \cdot x^2 = E \frac{x^2}{A^2}
\]
Do đó:
\[
W_d = E - W_t = E - E \frac{x^2}{A^2} = E \left(1 - \frac{x^2}{A^2}\right)
\]
Thay số:
\[
W_d = 0,18 \left(1 - \frac{(-0,01)^2}{(0,03)^2}\right) = 0,18 \left(1 - \frac{0,0001}{0,0009}\right) = 0,18 \left(1 - \frac{1}{9}\right) = 0,18 \times \frac{8}{9} = 0,18 \times 0,888... = 0,16 \, J
\]
**Đáp số:** Động năng tại li độ \( x = -1 \, cm \) là khoảng **0,16 J**.
---
**Câu 7:**
Cho đồ thị li độ - thời gian với \(\frac{T}{2} = 2 \, s\).
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số và tần số góc.
b) Viết phương trình dao động điều hoà.
---
**Giải:**
a)
- Chu kì \( T = 2 \times 2 = 4 \, s \)
- Tần số:
\[
f = \frac{1}{T} = \frac{1}{4} = 0,25 \, Hz
\]
- Tần số góc:
\[
\omega = 2 \pi f = 2 \pi \times 0,25 = \frac{\pi}{2} \, rad/s
\]
- Biên độ \( A \) lấy từ đồ thị (bạn xem trên đồ thị giá trị cực đại của li độ). Giả sử biên độ là \( A = 5 \, cm = 0,05 \, m \) (bạn cần đọc từ đồ thị).
b)
Phương trình dao động điều hòa có dạng:
\[
x = A \cos(\omega t + \varphi)
\]
Xác định pha ban đầu \(\varphi\):
- Nếu tại \( t=0 \), \( x = x_0 \), ta có:
\[
x_0 = A \cos \varphi \Rightarrow \cos \varphi = \frac{x_0}{A}
\]
- Nếu biết tốc độ ban đầu hoặc dạng đồ thị, ta xác định \(\varphi\).
Ví dụ: nếu \( x(0) = A \), tức là li độ ban đầu đạt cực đại thì \(\varphi = 0\).
Giả sử vậy, ta có:
\[
x = A \cos \left(\omega t \right) = 0,05 \cos \left(\frac{\pi}{2} t\right)
\]
---
Nếu bạn gửi ảnh đồ thị hoặc giá trị li độ ban đầu, tôi có thể giúp bạn xác định chính xác \(\varphi\).
---
**Tóm lại:**
- Câu 6: Động năng tại \( x = -1 \, cm \) là \( 0,16 \, J \).
- Câu 7:
\[
\begin{cases}
T = 4 s \\
f = 0,25 Hz \\
\omega = \frac{\pi}{2} \, rad/s \\
A = \text{đọc từ đồ thị (ví dụ } 0,05 m \text{)}
\end{cases}
\]
Phương trình dao động:
\[
x = A \cos\left(\omega t + \varphi \right)
\]
Bạn có thể cho biết thêm thông tin để xác định \(\varphi\) chính xác nhé!