Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hòa như Hình 1.11. Xác định

Giải SBT Vật lí 11 Chủ đề 1: Dao động

Bài 1.14 trang 11 SBT Vật lí 11: Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hòa như Hình 1.11. Xác định:

a) Biên độ và tần số của dao động.

b) Vị trí và gia tốc của vật tại các thời điểm t = 10,0 s và t = 15,0 s.

Lời giải:

a) Từ đồ thị, vật có chu kì T = 20 s, vận tốc vmax = 4 cm/s

=> Tần số góc của vật: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{20}=0,1\pi \mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{d}/\mathrm{s}$

=> Biên độ của vật: $A=\frac{v_{max}}{\omega }=\frac{4}{0,1\pi }=12,73=\mathrm{c}\mathrm{m}$

b) Tại thời điểm t = 10 s, từ đồ thị, ta có v = 0, vật chuẩn bị có vận tốc âm.

=> Vật đang ở vị trí biên dương.

=> Do đó, vật ở vị trí x = A = 12,73 cm ; gia tốc $a=-{\omega }^{2}A=-1,25\mathrm{c}\mathrm{m}/{\mathrm{s}}^2$

Tại thời điểm t = 15 s, từ đồ thị, ta có v = -4 cm/s = vmax nên vật đang ở VTCB, x = 0, a = 0.