Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Từ pt \(v=16\pi\cos\left(4\pi t-\dfrac{\pi}{6}\right)=16\pi\cos\left(4\pi t-\dfrac{2\pi}{3}+\dfrac{\pi}{2}\right)\) (cm/s), ta suy ra \(\omega=4\pi\left(rad/s\right)\), lại có \(\omega A=16\pi\Leftrightarrow A=\dfrac{16\pi}{\omega}=4\left(cm\right)\)
\(\varphi_0=-\dfrac{2\pi}{3}\); \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=0,5\left(s\right)\)
Đường tròn lượng giác:
Từ đây, ta có thể thấy tại thời điểm lần thứ 2023 vật chuyển động qua vị trí \(x=2\) kể từ khi dao động, góc quét của vật là \(\Delta\varphi=\dfrac{\pi}{3}+1011.2\pi=\dfrac{6067}{3}\pi\) (rad)
Thời điểm lần thứ 2023 vật chuyển động qua vị trí \(x=2\) kể từ lúc bắt đầu dao động là \(\Delta t=\dfrac{\Delta\varphi}{2\pi}.T=\dfrac{\dfrac{6067}{3}\pi}{2\pi}.0,5=\dfrac{6067}{12}\approx505,58\left(s\right)\)
Vận tốc của vật vào thời điểm đó là: \(v=A\omega=\dfrac{2\pi A}{T}=\dfrac{2\pi\cdot10}{2}=10\pi\left(cm/s\right)\)
a)Chu kì: \(T=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{m}{k}}=2\pi\cdot\sqrt{\dfrac{0,2}{200}}=0,2s\Rightarrow\omega=\dfrac{2\pi}{T}=10\pi\)
Vật qua vị trí \(x=1,5=\dfrac{A}{2}\) theo chiều dương nên \(\varphi=-\dfrac{\pi}{3}\).
PT dao động của vật: \(x=Acos\left(\omega t+\varphi\right)=3cos\left(10\pi-\dfrac{\pi}{3}\right)\left(cm\right)\)
b)Tại \(t=1s\) thì:
Vận tốc vật:
\(v=-\omega Asin\left(\omega t+\varphi\right)=-10\pi\cdot3\cdot sin\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)=-30\pi sin\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)\)
\(\Rightarrow v=-30\pi sin\left(10\pi\cdot1-\dfrac{\pi}{3}\right)\approx81,62cm/s\)
Gia tốc vật:
\(a=-\omega^2Acos\left(\omega t+\varphi\right)=-3000cos\left(10\pi t-\dfrac{\pi}{3}\right)\left(cm/s^2\right)\)
\(\Rightarrow a=-3000cos\left(10\pi\cdot1-\dfrac{\pi}{3}\right)=-1500\left(cm/s^2\right)\)
`a)A=4 (cm)`
`\omega=2\pi .f=10\pi (rad//s)`
Tại `t=0` thì `x_0 =-4=>\varphi=\pi (rad)`
`=>` Ptr: `x=4cos(10\pi t+\pi)`.
`b)` Ta có: `t=T/4 -T/6=T/12 =1/12 . [2\pi]/[10\pi]=1/60 (s)`
`c)T=[2\pi]/[10\pi]=0,2(s)`
`=>` Trong `2s` vật đi được `t=2/[0,2]=10T`
`=>` Quãng đường đi được trong `2s` là: `s=10.4.A=160(cm)`.
Ta có phương trình dao động điều hòa của vật:
\(x = 8 cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right)\)
Trong đó:
Chúng ta sẽ lần lượt giải quyết từng câu hỏi.
a. Xác định trạng thái đầu
Trạng thái đầu của vật là trạng thái tại thời điểm \(t = 0\).
Thay \(t = 0\) vào phương trình dao động:
\(x \left(\right. 0 \left.\right) = 8 cos \left(\right. 5 \pi \times 0 + \frac{\pi}{3} \left.\right) = 8 cos \left(\right. \frac{\pi}{3} \left.\right)\)
Biết rằng \(cos \left(\right. \frac{\pi}{3} \left.\right) = \frac{1}{2}\), ta có:
\(x \left(\right. 0 \left.\right) = 8 \times \frac{1}{2} = 4 \textrm{ } \text{cm}\)
Vậy, trạng thái đầu của vật là \(x = 4 \textrm{ } \text{cm}\).
b. Xác định thời điểm lần đầu vật đạt vị trí biên dương
Vị trí biên dương là giá trị cực đại của \(x\), tức là khi \(x = 8 \textrm{ } \text{cm}\) (biên độ dao động).
Ta cần tìm thời điểm \(t\) sao cho:
\(8 cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right) = 8\)
Chia hai vế cho 8:
\(cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right) = 1\)
Giải phương trình:
\(5 \pi t + \frac{\pi}{3} = 2 k \pi \text{v}ớ\text{i} \textrm{ } k \in \mathbb{Z}\)
Giải phương trình trên:
\(5 \pi t = 2 k \pi - \frac{\pi}{3}\)
Chia cả hai vế cho \(5 \pi\):
\(t = \frac{2 k \pi - \frac{\pi}{3}}{5 \pi} = \frac{2 k - \frac{1}{3}}{5}\)
Khi \(k = 0\), ta có:
\(t = \frac{- \frac{1}{3}}{5} = - \frac{1}{15} \textrm{ } \text{s}\)
Vì thời gian phải dương, ta chọn \(k = 1\):
\(t = \frac{2 - \frac{1}{3}}{5} = \frac{\frac{5}{3}}{5} = \frac{1}{3} \textrm{ } \text{s}\)
Vậy, thời điểm lần đầu vật đạt vị trí biên dương là \(t = \frac{1}{3} \textrm{ } \text{s}\).
c. Xác định thời điểm lần đầu vật qua vị trí cân bằng
Vị trí cân bằng là \(x = 0\), tức là khi \(cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right) = 0\).
Ta giải phương trình:
\(cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right) = 0\)
Điều này xảy ra khi:
\(5 \pi t + \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{2} + k \pi \text{v}ớ\text{i} \textrm{ } k \in \mathbb{Z}\)
Giải phương trình:
\(5 \pi t = \frac{\pi}{2} + k \pi - \frac{\pi}{3}\)
Tính toán:
\(5 \pi t = \frac{\pi}{6} + k \pi\)
Chia cả hai vế cho \(5 \pi\):
\(t = \frac{\frac{\pi}{6} + k \pi}{5 \pi} = \frac{1}{30} + \frac{k}{5}\)
Khi \(k = 0\), ta có:
\(t = \frac{1}{30} \textrm{ } \text{s}\)
Vậy, thời điểm lần đầu vật qua vị trí cân bằng là \(t = \frac{1}{30} \textrm{ } \text{s}\).
d. Xác định thời điểm lần thứ 5 vật qua vị trí \(x = - 4 \textrm{ } \text{cm}\), với \(v > 0\)
Vị trí \(x = - 4 \textrm{ } \text{cm}\) ứng với phương trình:
\(- 4 = 8 cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right)\)
Chia hai vế cho 8:
\(- \frac{1}{2} = cos \left(\right. 5 \pi t + \frac{\pi}{3} \left.\right)\)
Giải phương trình:
\(5 \pi t + \frac{\pi}{3} = \pi - \frac{\pi}{3} + 2 k \pi \text{v}ớ\text{i} \textrm{ } k \in \mathbb{Z}\)
Tính toán:
\(5 \pi t + \frac{\pi}{3} = \frac{2 \pi}{3} + 2 k \pi\)\(5 \pi t = \frac{2 \pi}{3} + 2 k \pi - \frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{3} + 2 k \pi\)
Chia cả hai vế cho \(5 \pi\):
\(t = \frac{\frac{\pi}{3} + 2 k \pi}{5 \pi} = \frac{1}{15} + \frac{2 k}{5}\)
Vậy:
\(t_{1} = \frac{1}{15} \textrm{ } \text{s} \left(\right. k = 0 \left.\right)\)\(t_{2} = \frac{7}{15} \textrm{ } \text{s} \left(\right. k = 1 \left.\right)\)\(t_{3} = \frac{13}{15} \textrm{ } \text{s} \left(\right. k = 2 \left.\right)\)\(t_{4} = \frac{19}{15} \textrm{ } \text{s} \left(\right. k = 3 \left.\right)\)\(t_{5} = \frac{25}{15} = \frac{5}{3} \textrm{ } \text{s} \left(\right. k = 4 \left.\right)\)
Vậy, thời điểm lần thứ 5 vật qua vị trí \(x = - 4 \textrm{ } \text{cm}\) với \(v > 0\) là \(t = \frac{5}{3} \textrm{ } \text{s}\).
Tóm tắt:
Tham khảo