Một vật có khối lượng m dao động điều hoà với tần số góc ω và biên độ A

Giải Vật lí 11 Bài 7: Bài tập về sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà  

Bài 4 trang 30 Vật Lí 11: Một vật có khối lượng m dao động điều hoà với tần số góc ω và biên độ A.

a) Khi vật có li độ bằng một nửa biên độ thì động năng và thế năng chiếm bao nhiêu phần trăm so với cơ năng?

b) Tại li độ nào thì thế năng bằng động năng?

Lời giải:

a) Khi li độ bằng nửa biên độ thì $x=\frac{A}{2}$

Khi đó thế năng $W_t=\frac{1}{2}k{x}^2=\frac{1}{2}k{\left(\frac{A}{2}\right)}^2=\frac{1}{4}.\frac{1}{2}k{A}^2=\frac{1}{4}W$

Thế năng chiếm 25%, động năng chiếm 75% so với cơ năng.

b) Thế năng bằng động năng nên

$\left\{\begin{array}{l}{W}_d=W_t\\ W_d+W_t=W\end{array}\right.\Rightarrow W_t=\frac{W}{2}\Rightarrow \frac{1}{2}k{x}^2=\frac{1}{2}.\frac{1}{2}k{A}^2\Rightarrow x=\pm \frac{A}{\sqrt{2}}$