Một bản tin dự báo thời tiết thể hiện đường đi trong 12 giờ của một cơn bão trên một mặt phẳng tọa độ. Trong khoảng thời gian đó, tâm bāo di chuyển thẳng đều từ vị trí có tọa độ (13,8; 108,3) đến vị trí có toạ độ (14,1;106,3). Dựa vào thông tin trên, liệu ta có thể dự đoán được vị trí của tâm bão tại thời điểm bất kì trong khoảng thời gian 12 giờ đó hay không?
Gọi M (x; y) là vị trí của tâm bão tại thời điểm t giờ.
Tâm bão chuyển động đều từ A (13,8; 108,3) đến B (14,1;106,3).
Khi đó ta có: \(\overrightarrow {AM} = \frac{t}{{12}}.\overrightarrow {AB} \)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow (x - 13,8;y - 108,3) = \frac{t}{{12}}.(14,1 - 13,8;106,3 - 108,3)\\ \Leftrightarrow (x - 13,8;y - 108,3) = \frac{t}{{12}}.(0,3; - 2)\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x - 13,8 = \frac{t}{{40}}\\y - 108,3 = - \frac{t}{6}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 13,8 + \frac{t}{{40}}\\y = 108,3 - \frac{t}{6}\end{array} \right.\end{array}\)
Vậy tại thời điểm t giờ, tâm bão ở vị trí \(M\left( {13,8 - \frac{t}{{40}};108,3 - \frac{t}{6}} \right)\)
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, gọi ∆ t là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật có động năng bằng thế năng. Tại thời điểm t vật qua vị trí có tốc độ 15 π cm/s với độ lớn gia tốc 22,5 m / s 2 , sau đó một khoảng thời gian đúng bằng ∆ t vật qua vị trí có độ lớn vận tốc 4 π cm/s. Lấy π 2 = 10 . Quãng đường mà vật có thể đi được tối đa trong 0,1 s là
A. 6 3 cm.
B. 6 6 cm.
C. 6 2 cm.
D. 6 cm
Xét một vật bắt đầu dao động điều hoà từ vị trí cân bằng theo chiều âm của trục toạ độ. Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng của vật. Hãy vẽ phác đồ thị thể hiện sự phụ thuộc vào thời gian của động năng và thế năng trong hai chu kì dao động trên cùng một hệ trục toạ độ. Chỉ ra trên đồ thị những thời điểm mà động năng và thế năng có độ lớn bằng nhau.
Phương trình dao động của vật là: \(x=Acos\left(\omega t-\dfrac{\pi}{2}\right)\)
Thế năng của dao động là: \(W_t=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2cos^2\left(\omega t-\dfrac{\pi}{2}\right)\)
Động năng của dao động là: \(W_d=\dfrac{1}{2}m\omega^2A^2sin^2\left(\omega t-\dfrac{\pi}{2}\right)\)
Đường màu xanh lá cây là thế năng, đường màu xanh nước biển là động năng
Trên đồ thị những thời điểm mà hai đồ thị cắt nhau thì động năng và thế năng có độ lớn bằng nhau
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox, gọi Δt là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật có động năng bằng thế năng. Tại thời điểm t vật qua vị trí có tốc độ 15 π 3 c m / s với độ lớn gia tốc 22 , 5 m / s 2 , sau đó một khoảng thời gian đúng bằng Δt vật qua vị trí có độ lớn vận tốc 45π cm/s. Lấy π 2 = 10 . Quãng đường mà vật có thể đi được tối đa trong 0,1 s là
A. 6 3 c m .
B. 6 6 c m .
C. 6 2 c m .
D. 6 cm.
+ Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp vật có động năng băng thê năng là: Δ T = T 4
+ Hai thời điểm vuông pha thì nên: v 1 v max 2 + v 2 v max 2 = 1 ⇒ 15 π 3 v max 2 + 45 π v max 2 = 1 ⇒ v m ã = 30 π 3 c m / s
+ Mặt khác, a và v vuông pha nhau nên:
a 1 a max 2 + v 1 v max 2 = 1 ⇒ 15 π 3 30 π 3 2 + 2250 a max 2 = 1 ⇒ a max = 1500 3 c m / s 2
+ Mặt khác: v max = ω A a max = ω 2 A ⇒ A = v max 2 a max = 6 3 c m ω = a max v max = 5 π r a d / s ⇒ T = 2 π ω = 0 , 4 s
+ Ta thấy: Δ t = 0 , 1 s = T 4 ⇒ Δ φ = ω Δ t = π 2
⇒ S max = 2 A sin Δ φ 2 = 2.6 3 sin π 4 = 6 6 c m
Chọn đáp án B
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lí tưởng có độ cứng k=100N/m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M=200g được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m=50g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v 0 =2m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang, chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc O tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t=0 lúc xảy ra va chạm. Sau một thời gian dao động, mối hàn gần vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N.
A. π 20 (s)
B. π 10 (s)
C. π 40 (s)
D. π 30 (s)
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lí tưởng có độ cứng k = 100 N/m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200g được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v 0 = 2m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang, chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc O tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 lúc xảy ra va chạm. Sau một thời gian dao động, mối hàn gần vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N. [Bản quyền thuộc về website dethithpt.com]
A. π 20 ( s )
B. π 10 ( s )
C. π 10 ( s )
D. π 30 ( s )
Đáp án D
+ Va chạm mềm: m v 0 = ( M + m ) v → v 0 ' = 0 , 05 . 2 0 , 2 + 0 , 05 = 0 , 4 m / s = 40 c m / s
+ Sau va chạm: ω ' = k M + m = 100 0 , 25 = 20 r a d / s → T = π 10 ( s )
+ A = v ' ω ' = 40 20 = 2 c m
+ Khi lực nén cực đại: x = -A = -2 (cm)
+ Khi lực F k é o = 1 N ⇔ k . x = 1 ⇔ x = 1 100 ( m ) = 1 c m
+ Thời điểm t đến khi mối hàn bật ra
∆ t = T 3 = π 30
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100 N / m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200 g được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50 g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v 0 = 2 m / s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang. Sau một thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N.
A. π 20 s
B. π 30 s
C. π 10 s
D. π 15 s
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100 N/m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200 g được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50 g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v0= 2 m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang. Sau một thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra ? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N
A. π 15 s
B. π 30 s
C. π 20 s
D. π 10 s
Đáp án B
Gọi v là vận tốc của hệ vật sau va chạm, áp dụng bảo toàn động lượng ta có
Tại t = 0 thì x = 0 và v = -0,4 m/s = -40 cm/s.
Ta có
- Lực tác dụng vào mối hàn là lực kéo khi hệ vật (M + m) dao động với x > 0
- Lực tác dụng vào mối hàn chính là lực đàn hồi của lò xo
- Mối hàn sẽ bật ra khi
- Thời gian ngắn nhất từ khi lò xo bị nén cực đại cho tới khi mối hàn bị bật ra là thời gian vật chuyển động từ B đến P ( xP = 1 cm). Sử dụng hình chiếu chuyển động tròn đều ta xác định được
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lý tưởng có độ cứng k = 100 N/m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200 g được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50 g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v 0 = 2 m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang. Sau một thời gian dao động, mối hàn gắn vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra ? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N.
A. π 15 s
B. π 30 s
C. π 20 s
D. π 10 s
