Giải Vật lí 11 trang 10 Kết nối tri thức

Với giải bài tập Vật lí lớp 11 trang 10 trong Bài 2: Mô tả dao động điều hòa sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11.

1 842 17/04/2023

Trang trước

Trang sau

Giải Vật lí 11 trang 10 Kết nối tri thức

Khởi động trang 10 Vật Lí 11: Để vẽ đồ thị hoặc viết phương trình của một dao động điều hoà cần biết những đại lượng vật lí nào?

Lời giải:

Để vẽ đồ thị hoặc viết phương trình của một dao động điều hoà cần xác định được các đại lượng:

+ A: biên độ

+ ω: tần số góc

+ φ: pha ban đầu

I. Các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa

Câu hỏi trang 10 Vật lí 11: Hình 2.1 là đồ thị dao động điều hoà của một vật.

Hình 2.1 là đồ thị dao động điều hoà của một vật

Hãy xác định:

- Biên độ, chu kì, tần số của dao động.

- Nêu thời điểm mà vật có li độ x = 0; x = 0,1 m.

Lời giải:

- Biên độ: A = 0,2 m = 2 cm; Chu kì: T = 0,4 s; Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0, 4} = 2, 5 H z$

- Cách 1: Từ đồ thị ta sẽ sử dụng phương pháp kẻ đường thẳng như ở bài 1

+ Tại vị trí vật có li độ x = 0 ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, trong trường hợp này trùng với trục Ot, cắt đồ thị tại các thời điểm t = 0; t = 0,2 s; t = 0,2 s; t = 0,6 s; …; t = k.0,2 (s).

+ Tại vị trí vật có li độ x = 0,1 m ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, cắt đồ thị tại các điểm khác nhau, từ các điểm đó hạ đường vuông góc với trục Ot ta sẽ xác định được thời điểm cần tìm là $t = \frac{1}{30} s; \frac{1}{6} s; \frac{13}{30}; \frac{17}{30}; ...$

Cách 2: Sử dụng cách viết phương trình dao động điều hoà

Tần số góc: $ω = \frac{2 π}{T} = \frac{2 π}{0, 4} = 5 π (r a d / s)$

Tại thời điểm ban đầu vật xuất phát từ VTCB đi theo chiều dương nên có:

$\{\begin{cases} x = 0 \\ v > 0 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} 0 = \cos φ \\ \sin φ < 0 \end{cases} \Rightarrow φ = \frac{π}{2} r a d$

Phương trình dao động điều hoà: $x = 20 \cos (5 π t - \frac{π}{2}) (c m)$

- Tại vị trí vật có li độ x = 0 ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, trong trường hợp này trùng với trục Ot, cắt đồ thị tại các thời điểm t = 0; t = 0,2 s; t = 0,2 s; t = 0,6 s; …; t = k.0,2 (s).

- Tại vị trí vật có li độ x = 0,1 m = 10 cm:

$10 = 20 \cos (5 π t - \frac{π}{2}) \Rightarrow 5 π t - \frac{π}{2} = \pm \frac{π}{3} + 2 k π$