Một con lắc lò xo có m = 200 g độ cứng 200 Newton/m, biên độ 3 cm. a, viết theo phương trình dao động chọn gốc thời gian là lúc vật đi qua vị trí 1,5 cm theo chiều dương. b, xác định vận tốc của và gia tốc của thời điểm t = 1s
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Vận tốc có độ lớn cực đại là 0,4m/s nên
Lúc vật đang ở vị trí x=2(cm) theo chiều dương thì tại đó động năng bằng ba lần thế năng nên:
W đ = 3 W t ⇒ 4 W t = W ⇒ 4 kx 2 2 = kA 2 2 ⇒ A = 2 x = 4 cm .
Gốc thời gian tại lúc này nên
Vậy phương trình dao động của vật là:
Đáp án D
Tần số góc:
t = 0 là lúc con lắc đang đi theo chiều dương, tốc độ đang giảm nên theo chiều dương
Chu kì dao động con lắc lò xo:
\(T=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{0,4}{200}}=\dfrac{\pi\sqrt{5}}{25}\left(s\right)\)
Tần số góc: \(\omega=\dfrac{2\pi}{T}=\dfrac{2\pi}{\dfrac{\pi\sqrt{5}}{25}}=10\sqrt{5}\left(rad\right)\)
Biên độ dao động:
\(A=\sqrt{x^2+\dfrac{v^2}{\omega^2}}=\sqrt{2^2+\dfrac{\left(20\sqrt{2}\right)^2}{\left(10\sqrt{5}\right)^2}}=\dfrac{2\sqrt{35}}{5}\approx2,4\left(cm\right)\)
Gốc thời gian là lúc vật ở VTCB nên \(\varphi_0=0\)
PT dao động:
\(x=Acos\left(\omega t+\varphi_0\right)=2,4cos\left(10\sqrt{5}t\right)\) (cm)
Đáp án D
Chu kì dao động
Trong một chu kì dao động, thời gian lò xo bị nén là khoảng thời gian vật đi từ x = ∆l đến x = A rồi trở về x = ∆l, tức là ∆t = 2t0 với t0 là thời gian đi từ x = ∆l đến x = A (giả sử chiều dương của trục tọa độ hướng lên).
Theo giả thiết:
Khi lò xo giãn 8 cm vật đang chuyển động chậm dần đều nên đang đi ra biên, đi theo chiều dương hướng xuống
a)Chu kì: \(T=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{0,2}{200}}=0,2s\Rightarrow\omega=\dfrac{2\pi}{T}=10\pi\)
Vật qua vị trí \(x=1,5=\dfrac{A}{2}\) theo chiều dương nên \(\varphi=-\dfrac{\pi}{3}\).
PT dao động của vật: \(x=Acos\left(\omega t+\varphi\right)=3cos\left(10\pi-\dfrac{\pi}{3}\right)\left(cm\right)\)
b)Tại \(t=1s\) thì:
Vận tốc vật:
\(v=-\omega Asin\left(\omega t+\varphi\right)=-10\pi\cdot3\cdot sin\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)=-30\pi sin\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)\)
\(\Rightarrow v=-30\pi sin\left(10\pi\cdot1-\dfrac{\pi}{3}\right)\approx81,62cm/s\)
Gia tốc vật:
\(a=-\omega^2Acos\left(\omega t+\varphi\right)=-3000cos\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)\left(cm/s^2\right)\)
\(\Rightarrow a=-3000cos\left(10\pi\cdot1-\dfrac{\pi}{3}\right)=-1500\left(cm/s^2\right)\)