Từ hình 2.1 hãy xác định tần số góc của dao động của vật.
Hình 2.1 là đồ thị dao động điều hoà của một vật.
Hãy xác định:
- Biên độ, chu kì, tần số của dao động.
- Nêu thời điểm mà vật có li độ x = 0; x = 0,1 m.
- Từ đồ thị ta thấy:
Biên độ: \(A = 0,2\left( m \right) = 20\left( {cm} \right)\)
Chu kì: \(T = 0,4\left( s \right)\)
Tần số: \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,4}} = 2,5\left( {Hz} \right)\)
- Tần số góc của dao động điều hoà: \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi \) (rad/s)
Từ đồ thị ta thấy lúc \(t = 0\) thì \(x = 0\) và đang đi về biên dương
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}0 = A.\cos \varphi \\ - \omega A\sin \varphi > 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\cos \varphi = 0\\\sin \varphi < 0\end{array} \right. \Rightarrow \varphi = - \frac{\pi }{2}\)
Phương trình dao động điều hoà: \(x = 20\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right)\) cm.
+ Thời điểm vật có li độ \(x = 0\) là:
\(\begin{array}{l}20\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right) = 0 \Leftrightarrow \cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right) = 0\\ \Rightarrow 5\pi t - \frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{2} + k\pi \Rightarrow t = \frac{1}{5} + \frac{k}{5}\,\end{array}\)
với \(k = - 1,0,1,2....\)
+ Thời điểm vật có li độ \(x = 0,1m = 10cm\) là:
\(\begin{array}{l}20\cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right) = 10 \Leftrightarrow \cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{2}} \right) = \frac{1}{2}\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}5\pi t - \frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{3} + k2\pi \\5\pi t - \frac{\pi }{2} = \frac{\pi }{3} + k2\pi \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}t = \frac{1}{6} + \frac{{2k}}{5}\,\left( {k = 0,1,2...} \right)\\t = \frac{{ - 1}}{{30}} + \frac{{2k}}{5}\left( {k = 0,1,2...} \right)\end{array} \right.\end{array}\)
Quan sát đồ thị li độ - thời gian của hai dao động điều hòa được thể hiện trong Hình 1.8. Hãy xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc của mỗi vật dao động và độ lệch pha giữa hai dao động.
Hai dao động có cùng biên độ.
Ở cùng một thời điểm khi dao động 1 ở vị trí cân bằng thì dao động 2 ở vị trí bên và ngược lại.
Một vật dao động điều hòa, sau 3 giây vật thực hiện được 30 dao động. Hãy xác định tần số góc của vật dao động?
A. 10 rad/s
B. 20π rad/s
C. 90 rad/s
D. 0.1 rad/s
Chọn B
+ f = 30:3 = 10 Hz
+ ω = 2πf = 20π rad/s
Hình 4.3 là đồ thị li độ – thời gian của một vật dao động điều hoà.
a) Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc và pha ban đầu của vật dao động.
b) Viết phương trình dao động của vật
a) Biên độ A = 15 (cm)
Chu kì T = 120 (ms) = 0,12 (s)
Tần số f = \(\frac{{25}}{3}\) (Hz)
Tần số góc ω = \(\frac{{2\pi }}{T}\) = \(\frac{{2\pi }}{{0,12}}\)= \(\frac{{50\pi }}{3}\) (rad/s)
Pha ban đầu φ = \( - \frac{\pi }{2}\)
b) Phương trình dao động của vật là: x = 15cos(\(\frac{{50\pi }}{3}\)t −\(\frac{\pi }{2}\)) (cm)
Người ta đo được tần số dao động của một số vật dao động. Hãy xác định dao động nào có tần số lớn nhất?
A. Vật dao động có tần số 100Hz
B. Trong 1 giây vật giao động được 70 dao động
C. Vật giao động có tần số 150 Hz
D. Trong 1 phút vật giao động 1500 dao động
Dựa vào đồ thị Hình 1.12, xác định các đại lượng sau:
a) Tần số góc của dao động.
b) Biên độ của dao động.
c) Vận tốc cực đại của vật dao động.
d) Gia tốc cực đại của vật dao động.
`***` Hình `a`:
`a, \omega =[2\pi]/[0,4]=5\pi (rad//s)`
`b, A=0,03(m)=3(cm)`
`c, v_[max]=5\pi .3=15 \pi(cm//s)`
`d, a_[max]=(5\pi)^2 .3=75 \pi^2 (cm//s^2)`
`***` Hình `b`:
`a, \omega =[2\pi]/[0,4]= 5 \pi(rad//s)`
`b, A=[0,3]/[5\pi]=3/[50 \pi] (m)=6/[\pi] (cm)`
`c, v_[max]=30 (cm//s)`
`d, a_[max]=30.5\pi=150\pi (cm//s^2)`
`***` Hình `c`:
`a, \omega=[2\pi]/[0,4]=5\pi (rad//s)`
`b, A=5/[(5\pi)^2]=1/[5\pi^2] (m)`
`c, v_[max]=5\pi . 1/[5\pi^2]=1/[\pi] (m//s)`
`d, a_[max]=5(m//s^2)`
Một vật dao động có đồ thị li độ – thời gian được mô tả trong Hình 2.2. Hãy xác định:
a) Biên độ dao động, chu kì, tần số, tần số góc của dao động.
b) Li độ của vật dao động tại các thời điểm t1, t2, t3 ứng với các điểm A, B, C trên đường đồ thị li độ – thời gian.
c) Độ dịch chuyển so với vị trí ban đầu tại thời điểm t1, t2, t3 trên đường đồ thị.
a) Biên độ dao động A=0,2 cm
Chu kì T=0,4 s
Tần số \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,4}} = 2,5Hz\)
Tần số góc của dao động \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi rad/s\)
b) Li độ của vật dao động tại các thời điểm t1, t2, t3 ứng với các điểm A, B, C trên đường đồ thị li độ – thời gian lần lượt là x1=-0,1 cm, x2= -0,2 cm, x3= 0 cm.
c) Vì gốc thời gian trùng với vị trí cân bằng nên li độ cũng chính là độ dịch chuyển từ vị trí cân bằng đến vị trí của vật tại các điểm A, B, C.
. Hãy xác định biên độ, tần số góc, chu kì và pha ban đầu của dao động tại thời điểm t = 1s
Để xác định biên độ, tần số góc, chu kì và pha ban đầu của động, ta cần phân tích công thức của dao động và so sánh với công thức tổng quát.Công thức tổng quát của một dao động harmonic là:x = A * cos(ωt + φ)Trong đó:- x là vị trí của đối tượng tại thời điểm t.- A là biên độ của dao động.- ω là tần số góc của dao động.- t là thời gian.- φ là pha ban đầu của dao động.Trong công thức đã cho:x = -5cos(10πt + π/2)cmSo sánh với công thức tổng quát, ta có:A = -5 cm (biên độ)ω = 10π rad/s (tần số góc)φ = π/2 rad (pha ban đầu)Như vậy, biên độ của dao động là -5 cm, tần số góc là 10π rad/s, chu kì của dao động là T = 2π
Quan sát màn hình hiển thị tín hiệu dao động điện trên dao động kí (Hình 10.2), hãy xác định tần số dao động của tín hiệu.
Trên màn hình ta thấy 1 chu kì có 4 ô nên T = 4 ms ⇒ \(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{{0,004}}\)= 250 (Hz)