Câu hỏi:
2 năm trước

Một vật dao động điều hòa với phương trình: \(x = 8c{\rm{os}}\left( {2\pi t - \dfrac{\pi }{6}} \right)cm\). Thời điểm lần thứ $2010$ kể từ lúc bắt đầu dao động, vật qua vị trí có vận tốc $v= -8π cm/s$ là bao nhiêu?

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: a

Ta có:

Chu kỳ dao động: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{2\pi }} = 1{\rm{s}}\)

Tại $t=0$: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 8c{\rm{os}}\left( { - \dfrac{\pi }{6}} \right) = 4\sqrt 3 cm\\v =  - 16\pi \sin \left( { - \dfrac{\pi }{6}} \right) = 8\pi  > 0\end{array} \right.\)

Tại vị trí có $v= -8π cm/s$: \(x =  \pm \sqrt {{A^2} - \dfrac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}}  =  \pm \sqrt {{8^2} - \dfrac{{{{\left( {8\pi } \right)}^2}}}{{{{\left( {2\pi } \right)}^2}}}}  =  \pm 4\sqrt 3 cm\)

Trong một chu  kỳ, vật đi qua vị trí có vận tốc $v= -8πcm/s$ 2 lần

\( \to {t_{2010}} = \dfrac{{2010 - 2}}{2}T + {t_2} = 1004T + {t_2}\)

t2 là khoảng thời gian từ lúc bắt đầu đến khi vật đạt vận tốc $v= -8πcm/s$ lần thứ 2.

\( \to {t_2} = \dfrac{T}{{12}} + \dfrac{T}{4} + \dfrac{T}{6} = \dfrac{T}{2}\)

\( \to {t_{2010}} = 1004T + {t_2} = 1004T + \dfrac{T}{2} = 1004,5T = 1004,5{\rm{s}}\)

Hướng dẫn giải:

+ Sử dụng công thức xác định chu kỳ T: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega }\)

+ Sử dụng công thức xác định thời điểm vật đi qua li độ x lần thứ n (với n chẵn) : \(t = \dfrac{{n - 2}}{2}T + {t_2}\)

+ Xác định vị trí tại thời điểm t=0 (x,v)

+ Sử dụng hệ thức độc lập A-x-v: \({A^2} = {x^2} + \dfrac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}}\)

Câu hỏi khác