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

Một vật dao động điều hòa với cơ năng W = 32 mJ và tần số góc omega = 10 rad/s Khối lượng vật m = 100 g. Tại thời điểm t = 0 s, động năng của vật

24/40

Một vật dao động điều hòa với cơ năng \(W = 32{\rm{ mJ}}\) và tần số góc \(\omega = 10{\rm{ rad/s}}\). Khối lượng vật \(m = 100{\rm{ g}}\). Tại thời điểm \(t = 0{\rm{ s}}\), động năng của vật bằng \(3\) lần thế năng và vật đang chuyển động chậm dần theo chiều âm.

a

Biên độ dao động của vật bằng \(8{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
b

Tại \(t = 0{\rm{ s}}\), li độ của vật có giá trị \({x_0} = 4{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
c

Pha ban đầu của dao động là \(\varphi = \frac{\pi }{3}{\rm{ rad}}\).

ĐúngSai
d

Phương trình dao động của vật là \(x = 8\cos \left( {10t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a) Đúng.

\(W = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} \Rightarrow 0,032 = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \cdot {10^2} \cdot {A^2} \Rightarrow 5{A^2} = 0,032 \Rightarrow {A^2} = 0,0064 \Rightarrow A = 0,08{\rm{ m}} = 8{\rm{ cm}}\).

b) Đúng. Khi \({W_d} = 3{W_t} \Rightarrow W = 4{W_t} \Rightarrow x = \pm \frac{A}{2}\). Vật chuyển động chậm dần nghĩa là đang đi ra xa VTCB (|x| tăng). Vì vật đi theo chiều âm (v0 < 0) nên vật phải có li độ dương \[{x_0} = \frac{A}{2} = 4cm\]

c) Đúng. Tại t = 0, \({x_0} = \frac{A}{2}\) và \({v_0} < 0 \Rightarrow \cos \varphi = \frac{1}{2}\) và \(\sin \varphi > 0 \Rightarrow \varphi = \frac{\pi }{3}{\rm{ rad}}\).

d) Đúng. Phương trình li độ chuẩn là \(x = 8\cos \left( {10t + \frac{\pi }{3}} \right){\rm{ cm}}\).