Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Giả sử: \(\pi^2\approx10\)
a) Khối lượng của vật: \(m=\dfrac{k}{\omega^2}=\dfrac{50}{\left(5\pi\right)^2}=0,2kg=200g\)
Chu kì của con lắc: \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2}{5}\left(s\right)\)
b)Thế năng: \(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}\cdot50\cdot0,02^2=0,01J\)
Tại li độ \(x=2cm\) thì \(v=-\omega Asin\left(\pi t+\varphi\right)=-50\pi sin\left(5\pi t+\dfrac{\pi}{2}\right)\Rightarrow t\)
Động năng: \(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2\)
Cơ năng con lắc: \(W=W_đ+W_t=0,24J\)
a) \(k=m\omega^2=50\Rightarrow m=0,2\left(kg\right)\)
\(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=0,4\left(s\right)\)
b) \(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=0,01\left(J\right)\)
\(W=\dfrac{1}{2}kA^2=0,25\left(J\right)\)
\(W_đ=W-W_t=0,24\left(J\right)\)
c) \(\Delta l=\dfrac{mg}{k}=0,04\left(m\right)\)
\(v=\dfrac{1}{2}v_{max}\Rightarrow x=\dfrac{A\sqrt{3}}{2}=5\sqrt{3}\left(cm\right)=0,05\sqrt{3}\left(m\right)\)
\(F_{đh}=k\left(\Delta l+x\right)\approx6,33\left(N\right)\)
Để tính giá trị của t, ta sử dụng công thức:
t = φ / ω
Trong đó:
t là thời gian tính từ lúc con lắc bắt đầu dao động.φ là pha ban đầu của dao động.ω là tần số góc của dao động.Theo đề bài, tần số góc ω = 5π rad/s và pha ban đầu φ = -π/3 rad. Thay vào công thức trên, ta có:
t = (-π/3) / (5π) = -1/15 s
Tuy nhiên, thời gian không thể có giá trị âm, vì vậy giá trị của t là 1/15 s.
Để tìm tần số dao động của con lắc, ta có công thức:
f = 1/T
Trong đó: f là tần số dao động (Hz) T là chu kì dao động (s)
Theo đề bài, khoảng thời gian để vật nhỏ của con lắc có độ lớn gia tốc không vượt quá 100 cm/s là T/3. Độ lớn gia tốc của con lắc được tính bằng công thức:
a = -ω²x
Trong đó: a là gia tốc (cm/s²) ω là góc tốc độ góc của con lắc (rad/s) x là biên độ dao động (cm)
Ta có thể tính được ω bằng công thức:
ω = 2πf
Thay vào công thức gia tốc, ta có:
a = -(2πf)²x = -4π²f²x
Đề bài cho biết gia tốc không vượt quá 100 cm/s, nên ta có:
100 ≥ 4π²f²x
Với x = 5 cm, ta có:
100 ≥ 4π²f²(5)
Simplifying the equation:
5 ≥ π²f²
Từ đó ta có:
f² ≤ 5/π²
f ≤ √(5/π²)
f ≤ √(5/π²) ≈ 0.798 Hz
Vậy tần số dao động của con lắc là khoảng 0.798 Hz.
Câu 1.
Chu kì dao động: \(T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi\sqrt{\dfrac{0,2}{80}}=\dfrac{\pi}{10}(s)\)
Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB là:
\(\Delta\ell_0=\dfrac{mg}{k} = \dfrac{0,2.10}{80}=0,025m=2,5cm\)
Do vậy, lò xo nén ứng với vật ở li độ từ -5cm đến -2,5cm; lò xo dãn ứng với vật ở li độ từ -2,5cm đến 5cm.
Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay, ta được:
Ta thấy trong 1 chu kì, lò xo nén ứng với góc quay 1200, lò xo dãn ứng với góc quay 2400
Do vậy, thời gian lò xo nén là: \(t_1=\dfrac{120}{360}.T=\dfrac{\pi}{30}s\)
Thời gian lò xo dãn là: \(t_2=\dfrac{240}{360}.T=\dfrac{\pi}{15}s\)
Câu 2.
Do con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang, nên ở VTCB lò xo không biến dạng. Do vậy, trong 1 chu kì thời gian lò xo nén bằng thời gian lò xo dãn và bằng T/2
Vậy thời gian lò xo nén trong 1 chu kì là: \(t=\dfrac{T}{2}=\dfrac{1}{4}s\)
Chu kì dao động: T=2π√mk=2π√0,280=π10(s)T=2πmk=2π0,280=π10(s)
Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB là:
Δℓ0=mgk=0,2.1080=0,025m=2,5cmΔℓ0=mgk=0,2.1080=0,025m=2,5cm
Do vậy, lò xo nén ứng với vật ở li độ từ -5cm đến -2,5cm; lò xo dãn ứng với vật ở li độ từ -2,5cm đến 5cm.
Biểu diễn dao động điều hòa bằng véc tơ quay, ta được:
>Ox-55-2,5MNdãnnén240O
Ta thấy trong 1 chu kì, lò xo nén ứng với góc quay 1200, lò xo dãn ứng với góc quay 2400
Do vậy, thời gian lò xo nén là: t1=120360.T=π30st1=120360.T=π30s
Thời gian lò xo dãn là: t2=240360.T=π15st2=240360.T=π15s
Câu 2.
Do con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang, nên ở VTCB lò xo không biến dạng. Do vậy, trong 1 chu kì thời gian lò xo nén bằng thời gian lò xo dãn và bằng T/2
Vậy thời gian lò xo nén trong 1 chu kì là: t=T2=14s
Ok cần thì tui làm cho
Trước tiên cậu cần phải biết biểu thức của thế năng
\(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2\)
Thay phương trình x đã cho vô:
\(W_t=\dfrac{1}{2}k.A^2.\cos^2\left(2\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)\)
\(\cos^2\left(2\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)=\dfrac{\cos4\left(\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)+1}{2}\)
\(\Rightarrow W_t=\dfrac{1}{4}kA^2.\left[\cos4\left(\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)+1\right]\)
Nhìn vào biểu thức ta kết luận được thế năng trong dao động của con lắc lò xo biến thiên tuần hoàn với chu kỳ là \(T=\dfrac{2\pi}{4\pi}=\dfrac{1}{2}\left(s\right)\)
Tương tự với động năng, ta sử dụng công thức không thời gian:
\(A^2=x^2+\dfrac{v^2}{\omega^2}\Rightarrow v^2=\omega^2\left(A^2-x^2\right)\)
\(\omega^2=\dfrac{k}{m}\Rightarrow m=\dfrac{k}{\omega^2}\)
\(\Rightarrow W_d=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.\dfrac{k}{\omega^2}.\omega^2\left(A^2-x^2\right)=\dfrac{1}{2}kA^2\left(1-\cos^2\left(2\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)\right)\)
\(=\dfrac{1}{2}kA^2\left(1-\dfrac{\cos4\left(\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)+1}{2}\right)=\dfrac{1}{4}kA^2\left[1-\cos4\left(\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)\right]\)
Vậy động năng biến thiên tuần hoàn với chu kỳ là: \(T=\dfrac{2\pi}{4\pi}=\dfrac{1}{2}\left(s\right)\)
Nếu như ko sử dụng công thức ko thời gian, cậu có thể đạo hàm phương trình x ra, sẽ ra phương trình vận tốc và biến đổi là xong
\(v=x'=-\omega A\sin\left(\omega t+\varphi\right)=-2\pi.A\sin\left(2\pi t+\dfrac{2\pi}{3}\right)\)
Dạo này chả muốn làm Lý gì nên lười ghé box Lý lắm :( Cậu còn cần ko?
Sau đây là keys
1/ \(A.T=2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}\)
2/ \(D.\) Cộng hưởng cơ
3/ \(\varphi_1-\varphi_2=\pi+2k\pi=\left(2k+1\right)\pi\Rightarrow A.\left(2k+1\right)\pi\)
4/ \(\omega=2\pi f\Rightarrow f=\dfrac{\omega}{2\pi}=\dfrac{\pi}{2\pi}=\dfrac{1}{2}\left(Hz\right)\Rightarrow A.0,5Hz\)
5/ \(A.\) Cơ năng, biên độ, tần số
6/ Câu này vẽ đường tròn ra là xong thôi
\(\varphi=arc\cos\left(\dfrac{3}{6}\right)+\dfrac{\pi}{2}+arc\sin\left(\dfrac{3\sqrt{3}}{6}\right)=\dfrac{\pi}{3}+\dfrac{\pi}{2}+\dfrac{\pi}{3}=\dfrac{7\pi}{6}\left(rad\right)\)
\(\Rightarrow t=\dfrac{\varphi}{\omega}=\dfrac{7\pi}{6.4\pi}=\dfrac{7}{24}\left(s\right)\Rightarrow A.\dfrac{7}{24}\left(s\right)\)
7/ \(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}k\dfrac{4}{9}A^2\Rightarrow\dfrac{W_t}{W}=\dfrac{\dfrac{2}{9}kA^2}{\dfrac{1}{2}kA^2}=\dfrac{4}{9}\Leftrightarrow W_t=\dfrac{4}{9}W\left(J\right)\)
\(\Rightarrow W_d=W-W_t=W-\dfrac{4}{9}W=\dfrac{5}{9}W\left(J\right)\Rightarrow B.\dfrac{5}{9}W\left(J\right)\)
Câu này em nghĩ nên cho thêm đơn vị Jun ạ!
8/ \(T-mg\cos\alpha=m.a_{ht}=\dfrac{mv^2}{l}\)
\(\Leftrightarrow T=mg\cos\alpha+2mg\left(\cos\alpha-\cos\alpha_0\right)\)
\(\Leftrightarrow T=mg\left(3\cos\alpha-2\cos\alpha_0\right)\)
Lực căng cực đại khi vật ở vị trí thấp nhất
\(\Rightarrow\alpha=0\Rightarrow T_{max}=mg\left(3.1-2\cos60^0\right)=2mg\left(N\right)\)
Lực căng cực tiểu khi vật ở vị trí ban đầu
\(\Rightarrow\alpha=60^0\Rightarrow T_{min}=mg\left(3.\dfrac{1}{2}-2.\dfrac{1}{2}\right)=0,5mg\left(N\right)\)
\(\Rightarrow\dfrac{T_{max}}{T_{min}}=\dfrac{2}{0,5}=4\Rightarrow D.4\)
Gửi các em Infographic để ghi nhớ nội dung chủ đề này tốt hơn. Nếu thấy hữu ích các em comment cho cô biết để cô làm tiếp các chủ đề sau nhé ^^.