Hình 5.4 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa theo thời gian

Giải Vật lí 11 Kết nối tri thức Bài 5: Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa năng lượng trong dao động điều hòa

Hoạt động 2 trang 21 Vật Lí 11: Hình 5.4 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hòa theo thời gian.

a) Động năng và thế năng của vật thay đổi như thế nào trong các khoảng thời gian: từ 0 đến $\frac{T}{4}$, từ $\frac{T}{4}$đến $\frac{T}{2}$, từ $\frac{T}{2}$đến $\frac{3T}{4}$, từ $\frac{3T}{4}$đến T.

b) Tại các thời điểm: t = 0; t = $\frac{T}{8}$; t =$\frac{T}{4}$; t = $\frac{3T}{8}$, động năng và thế năng của vật có giá trị như thế nào (tính theo W). Nghiệm lại để thấy ở mỗi thời điểm đó Wđ + Wt = W.

Lời giải:

a) Từ 0 đến $\frac{T}{4}$: Wđ tăng từ 0 đến giá trị lớn nhất tại $\frac{T}{4}$, Wt giảm từ giá trị lớn nhất về 0 tại $\frac{T}{4}$.

Từ $\frac{T}{4}$đến $\frac{T}{2}$: Wđ giảm từ giá trị lớn nhất về 0 tại $\frac{T}{2}$, Wt tăng từ 0 đến giá trị lớn nhất tại $\frac{T}{2}$.

Từ $\frac{T}{2}$đến $\frac{3T}{4}$: Wđ tăng từ 0 đạt giá trị lớn nhất tại $\frac{3T}{4}$,Wt giảm từ giá trị lớn nhất về 0 tại $\frac{3T}{4}$.

Từ $\frac{3T}{4}$đến T: Wđ giảm từ giá trị lớn nhất về 0 tại T, Wt tăng từ 0 đến giá trị lớn nhất tại T.

b) Tại thời điểm t = 0: Wđ = 0, Wt = W.

Tại thời điểm t = $\frac{T}{8}$: Wđ = Wt = $\frac{\mathrm{W}}{2}$.

Tại thời điểm t = $\frac{T}{4}$: Wđ = W, Wt = 0.

Tại thời điểm t = $\frac{3T}{8}$: Wđ = Wt = $\frac{\mathrm{W}}{2}$.

→ ở mỗi thời điểm trên ta đều có: Wđ + Wt = W.