Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hoà như Hình 3. Biết rằng khối lượng của vật là 0,15 kg

Giải Vật lí 11 Bài tập chủ đề 1  

Câu hỏi 4 trang 33 Vật Lí 11: Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một vật dao động điều hoà như Hình 3. Biết rằng khối lượng của vật là 0,15 kg. Hãy xác định:

a) Chu kì của vật dao động.

b) Biên độ của vật dao động.

c) Cơ năng của vật dao động.

d) Vị trí và gia tốc của vật tại thời điểm 100 ms.

Lời giải:

a) Chu kì T = 100 ms = 0,1 s $\Rightarrow \omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{\mathrm{0,1}}=20\pi \left(rad/s\right)$

b) Vận tốc có độ lớn cực đại: v_max = 3 m/s

Mà $v_{\max }=A\omega \Rightarrow A=\frac{3}{20\pi }m\approx \mathrm{0,048}m=\mathrm{4,8}cm$

c) Cơ năng: $\text{W}={\text{W}}_{d\max }=\frac{1}{2}m{v}_{\max }^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.0,15.3}}^2=\mathrm{0,675}J$

d) Tại thời điểm 100 ms vận tốc bằng 0 và đang đi theo chiều âm nên vật có vị trí tại biên dương.

Khi đó gia tốc: a = –ω²A = –(20π)².0,048 = –189,5 m/s²