Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 4 cm, tần số 1 Hz. Tại thời điểm ban đầu, vật ở vị trí biên âm
381
11/05/2023
Bài 2 trang 21 Vật Lí 11: Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 4 cm, tần số 1 Hz. Tại thời điểm ban đầu, vật ở vị trí biên âm. Hãy xác định vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t = 1 s.
Trả lời
Tần số f = 1 Hz ⇒ω=2πf=2π(rad/s)
Cách 1: Tại thời điểm ban đầu vật ở vị trí biên âm nên φ0=π(rad)
Phương trình li độ: x=Acos(ωt+φ0)=4cos(2πt+π)(cm)
Phương trình vận tốc: v=ωAcos(ωt+φ0+π2)=8πcos(2πt+3π2)(cm/s)
Phương trình gia tốc: a=−ω2x
Tại thời điểm t = 1 s có:
Li độ: x=4cos(2π.1+π)=−4(cm)
Vận tốc: v=8πcos(2πt+3π2)=0(cm/s)
Gia tốc: a=−(2π)2.(−4)=16π2(cm/s2)
Cách 2: Ta có chu kì T = 1 s nên sau khoảng thời gian t = 1 s thì vật lặp lại trạng thái dao động như cũ. Nên tại thời điểm t = 1 s có:
Li độ: x = - A = - 4 cm (vì vật đang ở biên âm)
Vận tốc: v = 0 (vì vật ở biên có vận tốc bằng 0)
Gia tốc: a=ω2A=16π2(cm/s2) (vì ở biên âm gia tốc có giá trị cực đại và nhận giá trị dương)
Xem thêm lời giải bài tập sgk Vật lí 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: