Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí cân bằng

Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí cân bằng, tốc độ của vật là Chọn gốc thời gian là lúc vật ở vị trí có li độ 2 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng. Trong quá trình dao động, thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động tại thời điểm nào?

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà - Chân trời sáng tạo

Câu 3.5 (VD) trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí cân bằng, tốc độ của vật là Chọn gốc thời gian là lúc vật ở vị trí có li độ 2 cm và đang chuyển động về vị trí cân bằng. Trong quá trình dao động, thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động tại thời điểm nào?

A. $t=\frac{1}{24}\text{ s}$

B. $t=\frac{1}{8}\text{ s}$

C. $t=\frac{5}{24}\text{ s}$

D. $t=\frac{7}{24}\text{ s}$

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Chu kì dao động: $T=\frac{\text{Δ}t}{n}=\frac{10}{20}=\mathrm{0,5}\text{ s}$

Tần số góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{\mathrm{0,5}}=4\pi \text{rad/s}$

Biên độ dao động của vật: $A=\frac{v_{\text{max}}}{\omega }=\frac{16\pi }{4\pi }=4\text{ cm}$

Vị trí vật có thế năng bằng ba lần động năng, suy ra: $W=\frac{4}{3}{W}_{\text{t}}\Rightarrow x=\pm \frac{\sqrt{3}}{2}A$

Thời điểm thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động ứng với vật chuyển động từ vị trí $\frac{A}{2}$ đến biên âm và quay lại vị trí $-\frac{\sqrt{3}}{2}A$ là: $t=\frac{T}{12}+\frac{T}{4}+\frac{T}{12}=\frac{5T}{12}=\frac{5}{24}\text{ s}$

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà hay khác:

• Câu 3.1 (B) trang 14 Sách bài tập Vật Lí 11: Một vật dao động điều hoà theo chu kì T. Trong quá trình dao động, thế năng dao động có giá trị ....

• Câu 3.2 (B) trang 14 Sách bài tập Vật Lí 11: Khi nói về một vật dao động điều hoà với biên độ A và tần số f ....

• Câu 3.3 (B) trang 14 Sách bài tập Vật Lí 11: Một vật dao động điều hoà có phương trình li độ là $x=5\text{cos}\left(10t\right)$ (x tính bằng cm, t tính bằng s) ....

• Câu 3.4 (H) trang 14 Sách bài tập Vật Lí 11: Tỉ số thế năng và cơ năng của một vật dao động điều hoà tại thời điểm tốc độ của vật ....

• Bài 3.1 (B) trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11: Cho khối lượng của vật dao động là 300 g và phương trình li độ của một vật dao động điều hoà ....

• Bài 3.2 (H) trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 0,2 kg gắn vào một lò xo ....

• Bài 3.3 (VD) trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11: Một vật khối lượng 2 kg có thể dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát ....