Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N / m , vật có khối lượng m = 1 k g . Kéo vật dọc theo trục của lò xo xuống dưới vị trí cân bằng 3cm và truyền cho nó vận tốc 30 c m / s hướng lên. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng của vật, chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc vật được truyền vận tốc. Phương trình dao động của vật là
A. x = 3 cos 10 t + π 4 c m .
B. x = 3 2 cos 10 t + π 4 c m .
C. x = 3 cos 10 t − π 4 c m .
D. x = 3 2 cos 10 t − π 4 c m .
Chọn đáp án B
Cách 1: Giải truyền thống
Biên độ dao động: A = x 2 + v 2 ω 2 = x 2 + v 2 m k = 3 2 + 30 2 .1 100 = 3 2 c m
Khi t = 0 → x = 3 → A = 3 2 x = A 2 v < 0 ⇒ φ = π 4 ⇒ 3 2 cos 10 t + π 4 c m
Cách 2: Dùng máy tính cầm tay
Cơ sở lí thuyết: x = A cos ω t + φ → t = 0 x ¯ = A cos φ + i sin φ (Biểu diễn phức).
Mặt khác: t = 0 → x = A cos φ v = − A ω sin φ ⇒ x ¯ = A cos φ + i sin φ = x − v ω i .
Bước 1: Bấm S H I F T M o d e 4 (Cài chế độ rad).
Bước 2: M o d e 2 S H I F T M o d e ∨ 3 2 (Cài chế độ tính toán).
Nhập biểu thức 3 − − 30 10 i màn hình xuất hiện.
Chú ý: Do gốc tọa độ và chiều truyền vận tốc ta có x = 3 ; v < 0 . Các trường hợp khác thì dấu của x và v có thể thay đổi, bạn đọc cẩn thận chọn dấu cho phù hợp, tránh trường hợp chọn nhầm và nhập máy từ đó dẫn đến kết quả sai.