Một chất điểm có khối lượng 100 g dao động điều hoà trên quỹ đạo là đoạn thẳng

Tốc độ tại P: \({v_P} = \sqrt {\frac{{2{W_{dP}}}}{m}} = 80{\rm{\;cm/s}}\); tại Q: \({v_Q} = \sqrt {\frac{{2{W_{dQ}}}}{m}} = 60{\rm{\;cm/s}}\).

Do \({v_P} > {v_Q}\) nên li độ \(\left| {{x_P}} \right| < \left| {{x_Q}} \right|:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{\left| {{x_P}} \right| = A - 4}\\{\left| {{x_Q}} \right| = A - 2}\end{array}} \right.\)

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_P^2} \right)}\\{v_Q^2 = {\omega ^2}\left( {{A^2} - x_Q^2} \right)}\end{array} \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{v_P^2 = 8{\omega ^2}\left( {A - 2} \right)}\\{v_Q^2 = 4{\omega ^2}\left( {A - 1} \right)}\end{array}} \right.} \right.\)

Giải hệ ta được: \(A = 10{\rm{\;cm}}\) và \(\omega = 10{\rm{rad}}/{\rm{s}}\).

Quãng đường \(PQ = OP + OQ\)\( = \left( {A - 4} \right) + \left( {A - 2} \right) = 14{\rm{\;cm}}{\rm{.\;}}\)

Thời gian vật đi từ P đến Q là \({\rm{\Delta }}t\) với: \({\rm{\Delta }}t = \frac{{{\rm{\Delta }}\varphi }}{\omega }\).

\({\rm{\Delta }}\varphi = \pi - \left( {{\varphi _1} + {\varphi _2}} \right) = \frac{\pi }{2}\), với \({\rm{cos}}{\varphi _1} = \frac{{{\rm{OP}}}}{{\rm{A}}};{\rm{cos}}{\varphi _2} = \frac{{{\rm{OQ}}}}{{\rm{A}}} \Rightarrow {\rm{\Delta t}} = \frac{{\rm{T}}}{4} = \frac{\pi }{{20}}\)

\( \Rightarrow \) Tốc độ trung bình khi vật đi từ P đến Q: \(\overline v = \frac{{PQ}}{{{\rm{\Delta }}t}} = \frac{{14}}{{\frac{\pi }{{20}}}} \approx 89{\rm{\;cm/s}}\).