Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

Hướng dẫn giải

Khi dao động, vật nặng không va chạm vào tấm gỗ vì khi vật được thả với không vận tốc đầu ở vị trí biên thì vật dao động quay trở lại không thể vượt qua vị trí biên.

Trong quá trình dao động, vật nặng có những dạng năng lượng là thế năng, động năng và cơ năng, sự chuyển hóa qua lại giữa thế năng và động năng đảm bảo định luật bảo toàn cơ năng.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Thế năng của vật đạt giá trị lớn khi ở vị trí hai biên và đạt giá trị nhỏ nhất ở vị trí cân bằng khi vật di chuyển từ vị trí biên đến vị trí cân bằng thế năng của vật giảm dần từ giá trị lớn nhất về 0 và ngược lại.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

`T' -` chu kì thế năng; `f' -` tần số thế năng.

`T-` chu kì dao động; `f-` tần số dao động.

Đối với `W_t` ta có: `{(T'=T/2),(f'=2f):}`

(Trả lời bởi 2611)

Hướng dẫn giải

Thế năng cực đại của hệ con lắc trong bộ giảm chấn khối lượng:

\(W_{tmax}=\dfrac{1}{2}mw^2A^2=\dfrac{1}{2}\cdot3\cdot10^5=3037500\pi\left(J\right)\)

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Công thức (3.5): 

Đồ thị động năng – thời gian cũng có dạng hình sin.

Từ đồ thị ta thấy:

+ Tại thời điểm ban đầu, động năng bằng 0

+ Tại thời điểm \(\dfrac{T}{4}\), động năng cực đại

+ Tại thời điểm , động năng bằng 0

+ Tại thời điểm , động năng cực đại

+ Tại thời điểm T, động năng bằng 0.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Tham khảo:

Trong quá trình vật dao động, khi động năng cực đại thì thế năng cực tiểu, khoảng thời gian ngắn nhất để chúng có cùng trạng thái là  nên độ lệch pha là\(\Delta\varphi=\dfrac{2\pi}{T}\cdot\dfrac{T}{4}=\dfrac{\pi}{2}\left(rad\right)\). Tức là động năng và thế năng vuông pha với nhau.

(Trả lời bởi HT.Phong (9A5))

Hướng dẫn giải

Tốc độ cực đại của vật trong quá trình dao động là 0,4 m/s

Thế năng cực đại của vật trong quá trình dao động là

\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}.2.0,4^2=0,16\left(J\right)\).

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Vật chuyển động từ biên âm về vị trí cân bằng thì thế năng của vật giảm từ giá trí lớn nhất về 0 còn động năng thì tăng dần từ 0 đến giá trị lớn nhất và ngược lại.

Vật chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên âm thì thế năng của vật tăng dần từ 0 đến giá trị lớn nhất còn động năng giảm dần từ giá trị lớn nhất về 0 và ngược lại.

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Khi thế năng của vật tăng thì động năng của vật giảm và cơ năng luôn bằng tổng giá trị của động năng và thế năng .

(Trả lời bởi Mai Trung Hải Phong)

Hướng dẫn giải

Ta có:

 \(W_t=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2cos^2\left(\omega t+\varphi_0\right)\\ W_d=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2sin^2\left(\omega t+\varphi_0\right)\\ \Rightarrow W=W_t+W_d=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2\left[cos^2\left(\omega t+\varphi_0\right)+sin^2\left(\omega t+\varphi_0\right)\right]\\ \Rightarrow W=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2\)

(Trả lời bởi Hà Quang Minh)