Phương trình dao động của một vật là x = 5cos4πt (cm). Hãy viết phương trình vận tốc, gia tốc và vẽ đồ thị li độ, vận tốc, gia tốc theo thời gian của vật.
Một vật dao động điều hoà có đồ thị li độ – thời gian và vận tốc – thời gian như Hình 2P.1. Hãy viết phương trình li độ và phương trình vận tốc của dao động này. Từ đó suy ra phương trình gia tốc của vật dao động.
Từ đồ thị ta xác định được A = 1cm
Ta có: vmax = ωA⇒ω = 4 (rad/s)
Phương trình li độ của dao động: x = cos(4t) (cm)
Phương trình vận tốc của dao động: v = 4cos(4t+\(\frac{\pi }{2}\)) (cm/s)
Phương trình gia tốc của vật dao động: a = 16cos(4t) (m/s2)
Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần số, cùng VTCB có phương trình li độ lần lượt là x 1 = A 1 cos ω t + φ 1 c m ; x 2 = A 2 cos ω t + φ 2 c m . Đồ thị (1) biểu diễn x 12 = x 1 + x 2 , đồ thị (2) biểu diễn diễn x 21 = x 1 - x 2 theo thời gian. Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì giá trị vận tốc của vật hai là
A. 4 π 2 c m / s
B. 2 π 2 c m / s
C. - 4 π 2 c m / s
D. - 2 π 2 c m / s
Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần số, cùng VTCB có phương trình li độ lần lượt là x 1 = A 1 cos ( ωt + φ 1 ) cm và x 2 = A 2 cos ( ωt + φ 2 ) cm . Đồ thị (1) biểu diễn x 12 = x 1 + x 2 , đồ thị (2) biểu diễn diễn x 21 = x 1 - x 2 theo thời gian. Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì giá trị vận tốc của vật hai là
A. 2 π 2 cm / s
B. - 2 π 2 cm / s
C. 4 π 2 cm / s
D. - 4 π 2 cm / s
Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần số, cùng VTCB có phương trình li độ lần lượt là x1 = A1cos(ωt + φ1) cm và x2 = A2cos(ωt + φ2) cm. Đồ thị (1) biểu diễn x12 = x1 + x2, đồ thị (2) biểu diễn diễn x21 = x1 - x2 theo thời gian. Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì giá trị vận tốc của vật hai là
A. 2 π 2 cm/s.
B. - 2 π 2 cm/s.
C. 4 π 2 cm/s.
D. - 4 π 2 cm/s.
Dựa vào các đồ thị trong Hình 2.3:
a) Viết phương trình li độ, vận tốc và gia tốc của vật dao động điều hòa.
b) Mô tả định tính tính chất của li độ, vận tốc và gia tốc của vật tại các thười điểm 0,5 s; 0,75 s và 1 s
c) Dựa vào các phương trình được xây dựng ở câu a để kiểm chứng lại mô tả định tính ở câu b
Biên độ dao động: A = 0,44 cm
Tốc độ cực đại: vmax = 4,2 cm/s
Gia tốc cực đại: amax = 40 cm/s2
Chu kì của gia tốc của vật: T = 0,66 s.
Tốc độ góc: \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{100}}{{33}}\pi (rad/s)\)
a) Tại thời điểm ban đầu vật đi từ biên âm tiến về VTCB nên pha ban đầu φ0 = π(rad)
Khi đó, phương trình li độ có dạng:
x = Acos(ωt+φ0) = 0,44cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\)t+π) (cm)
Phương trình vận tốc có dạng:
v = ωAcos(ωt+φ0+\(\frac{\pi }{2}\)) = 4,2cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\)t+\(\frac{{3\pi }}{2}\)) (cm/s)
Phương trình gia tốc có dạng:
a = −ω2Acos(ωt+φ0) = −40cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\)t+π) (cm/s2)
b)
Từ đồ thị có thể thấy:
t= 0,33s: x=0,44 cm; v=0 cm/s; a=-40 cm/s2
t= 0,495s: x=0 cm; v=-4,2 cm/s; a=0 cm/s2
t= 0,66s: x=-0,44 cm; v=0 cm/s; a=40 cm/s2
c) Nghiệm lại với các phương trình.
- Tại thời điểm t = 0,5 s
x = 0,44cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,5+π) = −0,02 (cm)
v =4,2cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,5+3π2) = −4,19 (cm/s)
a =−40cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,5+π) = 1,9 (cm/s2)
- Tại thời điểm t = 0,75 s
x = 0,44cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,75+π) = −0,29 (cm)
v = 4,2cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,75+\(\frac{{3\pi }}{2}\)) = 3,17 (cm/s)
a = −40cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).0,75+π) = 26,2 (cm/s2)
- Tại thời điểm t = 1 s
x = 0,44cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).1+π) = 0,438 (cm)
v = 4,2cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).1+3π2) = −0,4 (cm/s)
a = −40cos(\(\frac{{100\pi }}{{33}}\).1+π) = −39,8 (cm/s2)
Hai vật dao động điều cùng phương, cùng tần số, cùng vị trí cân bằng có phương trình li độ lần lượt là x 1 = A 1 cos ( ω t + φ 1 ) cm và x 2 = A 2 cos ( ω t + φ 2 ) cm. Đồ thị (1) biểu diễn x 12 = x 1 + x 2 , đồ thị (2) biểu diễn diễn x 21 = x 1 ‒ x 2 theo thời gian. Khi giá trị gia tốc của vật một cực tiểu thì giá trị vận tốc của vật hai là
A. 4π 2 cm/s
B. 2π 2 cm/s
C. -4π 2 cm/s
D. -2π 2 cm/s
Một vật bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều với vận tốc ban đầu 6m/s và gia tốc 4m/s2.
a)Vẽ đồ thị vận tốc theo thời gian của vật.
b) Sau bao lâu vật đạt vận tốc 18m/s. Tính quãng đường vật đi được trong khoảng thời gian đó.
c) Viết phương trình chuyển động của vật, từ đó xác định vị trí mà tại đó vận tốc của vật là 12m/s.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động, gốc tọa độ trùng với vị trí ban đầu của vật, gốc thời gian là xuất phát.
a) Phương trình vận tốc: v = 6 + 4 t (m/s).
Đồ thị vận tốc - thời gian được biểu diễn như hình 12.
b) Khi v = 18 m/s thì t = 18 − 6 4 = 3 s.
Từ công thức v 2 − v 0 2 = 2 a s
quãng đường s = v 2 − v 0 2 2 a = 18 2 − 6 2 2.4 = 36 m.
c) Phương trình chuyển động: x = 6 t + 2 t 2 (m).
Khi v = 12 m/s thì t = 12 − 6 4 = 1 , 5 s ⇒ tọa độ x = 6.1 , 5 + 2.1 , 5 2 = 13 , 5 m.
Một vật dao động điều hòa có đồ thị của vận tốc theo thời gian như hình vẽ. Phương trình dao động của vật là
A. x = 20 cos π 2 t - π 3 c m
B. x = 20 cos π 2 t - 2 π 3 c m
C. x = 20 cos π 2 t - π 6 c m
D. x = 20 cos π 2 t + 5 π 6 c m
Đồ thị biểu diễn li độ x của một dao động điều hòa theo thời gian như sau.Tại thời điểm t = T 2 vật có vận tốc và gia tốc là:
A. v = 0 ; a = ω 2 A
B. v = 0 ; a = 0
C. v = − ω A ; a = ω 2 A
D. v = − ω A ; a = 0