Viết phương trình dao động của vậta

Hương Giang

New Member
Bài toán
Cho con lắc lò xo dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang không có ma sát. Gia tốc của vật khi tới vị trí biên là $a_{max} = 160\pi ^{2} \ \left(\text{cm}/\text{s}^2\right)$. Thời điểm ban đầu vật qua vị trí có li độ $x_{0} = 5\sqrt{3} cm$, sau đó một thời gian là $\Delta t = \dfrac{T}{4}$, vận tốc có giá trị $v_{1} = -20\pi \sqrt{3} \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$ và đang giảm. Viết phương trình dao động của vật?
A. $x = 20\cos \left(2\pi t + \dfrac{\pi }{3} \right)cm$
B. $x = 10\cos \left(4\pi t - \dfrac{\pi }{6} \right)cm$
C. $x = 20\cos \left(2\pi t - \dfrac{\pi }{6} \right)cm$
D. $x = 10\cos \left(4\pi t + \dfrac{\pi }{6} \right)cm$D.
\m/^:)^:-h
 
$w^2.A=160\pi ^2 $
$A.\cos \left(\omega t+\varphi \right)=5\sqrt{3} $
$ -\omega A.\sin \left(\omega t+\varphi +\dfrac{\pi }{2}\right)=-\omega A.\cos \left(\omega t+\varphi\right)=-20\sqrt{3}$
A=100 cm @@ đề sai đâu không nhỉ :3
 
Lời giải
Giả sử phương trình dao động của vật là:$x = A\cos \left(\omega t + \varphi \right)cm$
Phương trình vận tốc là: $v = x' = -A\omega \sin \left(\omega t + \varphi \right) = A\omega \cos \left(\omega t + \varphi + \dfrac{\pi }{2} \right)$
Dùng mối liên hệ giữa dao động điều hòa và chuyển động tròn đều ta thấy thời điểm ban đầu $t_{0}$ vật có li độ $x_{t_{0}}$, thì tại thời điểm $t = t_{0} + \dfrac{T}{4}$ vận tốc lúc này sẽ ngược pha với li độ tại thời điểm $t_{0}$, ta có:
$\dfrac{v_{t}}{x_{t_{0}}} = \dfrac{-A\omega \cos \left(\omega t + \varphi \right)}{A\cos \left(\omega t_{0} + \varphi \right)} = - \omega $$= \frac{-20\pi \sqrt{3}}{5\sqrt{3}} = -4\pi \Rightarrow \omega = 4\pi \left(rad/s \right)$
Gia tốc của vật tại vị trí biên: $a_{max} = A\omega ^{2} = A\left(4\pi \right)^{2} = 160\pi ^{2} cm/s^{2} \Rightarrow A = 10cm$
Dựa vào đường tròn lượng giác suy ra:$\varphi = -\frac{\pi }{6}$
Phương trình dao động chất điểm: $x = 10Cos\left(4\pi t - \frac{\pi }{6} \right)$
[-X%-(:-bd
 

Quảng cáo

Back
Top