Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà trên đoạn [0; 2T] trong mỗi trường
58
29/07/2024
Một dao động điều hoà có phương trình li độ dao động là: x = Acos(ωt + φ), trong đó A, φ, ω là các hằng số (ω > 0). Khi đó, chu kì T của dao động là T=2πω.
Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà trên đoạn [0; 2T] trong mỗi trường hợp sau:
A = 3 và φ = 0; A = 3 và φ=−π2; A = 3 và φ=π2.
Trả lời
Từ T=2πω ta có ω=2πT.
Khi đó ta có phương trình li độ là x=Acos(2πT.t+φ).
* Với A = 3 và φ = 0 thay vào phương trình li độ x=Acos(2πT.t+φ) ta có:
x=3cos(2πT.t).
• t = 0 thì x = 3cos0 = 3;
• t=T4 thì x=3cos(2πT.T4)=3cosπ2=0;
• t=T2 thì x=3cos(2πT.T2)=3cosπ=−3
• t=3T4 thì x=3cos(2πT.3T4)=3cos3π2=0;
• t = T thì x=3cos(2πT.T)=3cos2π=3
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x=3cos(2πT.t) trên đoạn [0; 2T]:
Xét hàm số x=3cos(2πT.t) có chu kì là T.
Ta vẽ đồ thị hàm số x=3cos(2πT.t) trên đoạn [0; T] theo bảng sau:
Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số x=3cos(2πT.t) trên đoạn [0; T] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài T, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số x=3cos(2πT.t) trên đoạn [T; 2T].
Từ đó ta vẽ được đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x=3cos(2πT.t) trên đoạn [0; 2T] như sau:
* Với A = 3 và φ=−π2 thay vào phương trình li độ x=Acos(2πT.t+φ) ta có:
x=3cos(2πT.t−π2)=3cos(π2−2πT.t)=3sin(2πT.t)
• t = 0 thì x=3sin(2πT.0)=3sin0=0
• t=T4 thì x=3sin(2πT.T4)=3sinπ2=3;
• t=T2 thì x=3sin(2πT.T2)=3sinπ=0;
• t=3T4 thì x=3sin(2πT.3T4)=3sin3π2=−3;
• t = T thì x=3sin(2πT.T)=3sin2π=0.
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x=3sin(2πT.t) trên đoạn [0; 2T]:
Xét hàm số x=3sin(2πT.t) có chu kì là T.
Ta vẽ đồ thị hàm số x=3sin(2πT.t) trên đoạn [0; T] theo bảng sau:
Bằng cách dịch chuyển đồ thị hàm số x=3sin(2πT.t) trên đoạn [0; T] song song với trục hoành sang phải theo đoạn có độ dài T, ta sẽ nhận được đồ thị hàm số x=3sin(2πT.t) trên đoạn [T; 2T].
Từ đó ta vẽ được đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x=3sin(2πT.t) trên đoạn [0; 2T] như sau:
* Với A = 3 và φ=π2 thay vào phương trình li độ x=Acos(2πT.t+φ) ta có:
x=3cos(2πT.t+π2)=−3cos[π−(2πT.t+π2)]
=−3cos(π2−2πT.t)=−3sin(2πT.t).
• t = 0 thì x=−3sin(2πT.0)=−3sin0=0
• t=T4 thì x=3sin(2πT.T4)=−3sinπ2=−3;
• t=T2 thì x=−3sin(2πT.T2)=−3sinπ=0;
• t=3T4 thì x=−3sin(2πT.3T4)=−3sin3π2=3;
• t = T thì x=−3sin(2πT.T)=−3sin2π=0.
‒ Vẽ đồ thị biểu diễn li độ của dao động điều hoà x=−3sin(2πT.t) trên đoạn [0; 2T]:
Đồ thị hàm số x=−3sin(2πT.t) là hình đối xứng với đồ thị hàm số x=3sin(2πT.t) qua trục hoành: