Hãy xác định các đại lượng vật lí của đồ thị dao động điều hoà của vật

Với giải Câu hỏi trang 10 Vật Lí 11 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 2: Mô tả dao động điều hoà giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải, từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 11. Mời các bạn đón xem:

Hãy xác định các đại lượng vật lí của đồ thị dao động điều hoà của vật

Câu hỏi trang 10 Vật lí 11: Hình 2.1 là đồ thị dao động điều hoà của một 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.

Lời giải:

- Biên độ: A = 0,2 m = 2 cm; Chu kì: T = 0,4 s; Tần số: $f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0, 4} = 2, 5 H z$

- Cách 1: Từ đồ thị ta sẽ sử dụng phương pháp kẻ đường thẳng như ở bài 1

+ Tại vị trí vật có li độ x = 0 ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, trong trường hợp này trùng với trục Ot, cắt đồ thị tại các thời điểm t = 0; t = 0,2 s; t = 0,2 s; t = 0,6 s; …; t = k.0,2 (s).

+ Tại vị trí vật có li độ x = 0,1 m ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, cắt đồ thị tại các điểm khác nhau, từ các điểm đó hạ đường vuông góc với trục Ot ta sẽ xác định được thời điểm cần tìm là $t = \frac{1}{30} s; \frac{1}{6} s; \frac{13}{30}; \frac{17}{30}; ...$

Cách 2: Sử dụng cách viết phương trình dao động điều hoà

Tần số góc: $ω = \frac{2 π}{T} = \frac{2 π}{0, 4} = 5 π (r a d / s)$

Tại thời điểm ban đầu vật xuất phát từ VTCB đi theo chiều dương nên có:

$\{\begin{cases} x = 0 \\ v > 0 \end{cases} \Rightarrow \{\begin{cases} 0 = \cos φ \\ \sin φ < 0 \end{cases} \Rightarrow φ = \frac{π}{2} r a d$

Phương trình dao động điều hoà: $x = 20 \cos (5 π t - \frac{π}{2}) (c m)$

- Tại vị trí vật có li độ x = 0 ta kẻ đường thẳng song song với trục Ot, trong trường hợp này trùng với trục Ot, cắt đồ thị tại các thời điểm t = 0; t = 0,2 s; t = 0,2 s; t = 0,6 s; …; t = k.0,2 (s).

- Tại vị trí vật có li độ x = 0,1 m = 10 cm:

$10 = 20 \cos (5 π t - \frac{π}{2}) \Rightarrow 5 π t - \frac{π}{2} = \pm \frac{π}{3} + 2 k π$