Bài tập Viết phương trình dao động điều hoà lớp 11 (có lời giải)

Một vật dao động điều hòa có đồ thị vận tốc theo thời gian v(t) dạng hình sin. Biết vận tốc biến thiên theo phương trình v = - 20pi sin (5pi t + pi /3)

23/40

Một vật dao động điều hòa có đồ thị vận tốc theo thời gian \(v(t)\) dạng hình sin. Biết vận tốc biến thiên theo phương trình \(v = - 20\pi \sin \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ cm/s}}\).

a

Tần số góc của dao động là \(5\pi {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
b

Biên độ dao động của vật là \(4{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
c

Phương trình vận tốc biểu diễn qua hàm cos là \(v = 20\pi \cos \left( {5\pi t + \frac{{5\pi }}{6}} \right){\rm{ cm/s}}\).

ĐúngSai
d

Phương trình li độ tương ứng của vật là \(x = 4\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng. Tần số góc \(\omega = 5\pi {\rm{ rad/s}}\).

b) Đúng. Vận tốc cực đại \({v_{\max }} = \omega A = 20\pi \Rightarrow A = \frac{{20\pi }}{{5\pi }} = 4{\rm{ cm}}\).

c) Đúng. Sử dụng biến đổi

\( - \sin (\alpha ) = \cos \left( {\alpha + \frac{\pi }{2}} \right) \Rightarrow v = 20\pi \cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3} + \frac{\pi }{2}} \right) = 20\pi \cos \left( {5\pi t + \frac{{5\pi }}{6}} \right){\rm{ cm/s}}\).

d) Đúng. Do \({\varphi _v} = {\varphi _x} + \frac{\pi }{2} \Rightarrow {\varphi _x} = {\varphi _v} - \frac{\pi }{2} = \frac{{5\pi }}{6} - \frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{3}{\rm{ rad}}\). Vậy \(x = 4\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ cm}}\).