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
Xét một vật dao động điều hoà có biên độ 10cm, tần số 5Hz. Tại thời điểm ban đầu (t = 0) vật có li độ cực đại theo chiều dương.
- Xác định chu kì, tần số góc, pha ban đầu của dao động.
- Viết phương trình và vẽ đồ thị (x − t) của dao động.
Chu kì dao động là: \(T=\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{5}=0,2\left(s\right)\)
Tần số góc của dao động là: \(\omega=2\pi f=10\pi\left(rad/s\right)\)
Lúc t = 0, ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}x=A\\v=0\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}cos\varphi=1\\sin\varphi=0\end{matrix}\right.\Rightarrow\varphi=0\)
Phương trình dao động là: \(x=10cos\left(10\pi t\right)cm\)
Vẽ đồ thị:
Cho hai vật dao động điều hoà (1) và (2) có đồ thị li độ – thời gian như Hình 1.
a) Xác định biên độ, chu kì và tần số của hai dao động.
b) Xác định độ lệch pha của hai dao động ra đơn vị độ và rad.
c) Tìm vận tốc của vật (2) tại thời điểm 3,5 s.
d) Tìm gia tốc của vật (1) tại thời điểm 1,5 s.
a) Dao động 1 (đường màu xanh) có:
- Biên độ: A1 = 3 cm
- Chu kì: T = 6 s
- Tần số: \(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{6}\left(Hz\right)\)
Dao động 2 (đường màu đỏ) có:
- Biên độ: A2 = 4 cm
- Chu kì: T = 6 s
- Tần số: \(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{6}\left(Hz\right)\)
b) Hai dao động có cùng chu kì nên \(\omega=\dfrac{2\pi}{T}=\dfrac{2\pi}{6}=\dfrac{\pi}{3}\left(rad/s\right)\)
Độ lệch thời gian của hai dao động khi cùng trạng thái: \(\Delta t=2,5s\)
Độ lệch pha: \(\Delta\varphi=\omega.\Delta t=\dfrac{\pi}{3}\cdot2,5=150^o\)
c) Tại thời điểm 3,5 s vật 2 đang ở VTCB nên vận tốc cực đại:
\(v=\omega A_2=\text{ }\dfrac{\pi}{3}\cdot4=\dfrac{4\pi}{3}\left(cm/s\right)\)
d) Tại thời điểm 1,5 s vật 1 đang ở biên dương nên gia tốc có giá trị:
\(a=-\omega^2A_1=-\dfrac{\pi^2}{9}\cdot3=-\dfrac{\pi^2}{3}\left(cm/s^2\right)\)
Độ lớn gia tốc khi đó là \(\dfrac{\pi^2}{3}cm/s^2\)
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 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.
a. Biên độ của dao động là: \(A=10\) (cm)
Tần số góc là: \(\omega=2\pi\) (rad/s)
Tần số là: \(f=\dfrac{\omega}{2\pi}=1\) (Hz)
Chu kì là: \(T=\dfrac{1}{f}=1\) (s)
b. Vận tốc và gia tốc cực đại lần lượt là:
\(v_{max}=\omega A=20\pi\) (cm/s)
\(a_{max}=\omega^2A=400\) (cm/s)
c. Phương trình vận tốc là:
\(v=20\pi\cos\left(2\pi t+\dfrac{\pi}{2}\right)\) (cm/s)
một vật dao động điều hòa với phương trình \(x=3cos\left(\pi t\right)\) cm. Xác định biên độ, tần số góc, chu kì, tần số, pha dao động và pha ban đầu
Biên độ: A=3
Tần số góc: pi
Chu kì: T=2pi/pi=2
Pha dao động: pi*t
Pha ban đầu: 2pi
một chất điểm dao động điều hòa theo phương trình x=4cos2πt (cm,s) a xác định biên độ tần số góc chu kì pha ban đầu của dao động b viết phương trình vận tốc gia tốc của vật
Xác định biên độ, chu kì, tần số, tần số góc của mỗi dao động và độ lệch pha giữa hai dao động có đồ thị li độ - thời gian như trong Hình 1P.1.
. 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