Giải Bài tập 3 trang 30 SGK Vật lí 11 Kết nối tri thức – KNTT

Phương pháp giải

Dựa vào nội dung kiến thức đã học và công thức của dao động điều hòa để trả lời.

Lời giải chi tiết

Từ đồ thị ta có:

Tại thời điểm ban đầu t = 0: Wđ = 0,015 J

                                       ⇒Wt = 0,02−0,015 = 0,005(J)

\( \Rightarrow {{\rm{W}}_t} = \frac{{\rm{W}}}{4} \Rightarrow {x_0} =  \pm \frac{A}{2}\)

Tại thời điểm t₁ = \(\frac{1}{6}\): W_đ = 0 ⇒ x₁ = ±A

Dựa vào đồ thị ta suy ra: x₀ = \(\frac{A}{2}\); x₁ = A

Khoảng thời gian từ x₀ đến x₁ là: Δt = \(\frac{T}{6}\)

                                            ⇔T = 1(s)

                                           ⇔ ω = \(\frac{2π}{T}\) = 2π (rad/s)

\(\begin{array}{l}
{W_{dmax}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} = 0,02\\
 \Leftrightarrow A = \sqrt {\frac{{{W_{dmax}}}}{{m{\omega ^2}}}}  = \sqrt {\frac{{2.0,02}}{{0,4{{(2\pi )}^2}}}} \\
 = 0,05m = 5cm.
\end{array}\)

Tại t=0:

\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{x_0} = Acos\varphi  = \frac{A}{2}}\\
{v =  - Asin\varphi  > 0}
\end{array}} \right.\\
 \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{cos\varphi  = \frac{1}{2}}\\
{sin\varphi  < 0}
\end{array}} \right. \Rightarrow \varphi  =  - \frac{\pi }{3}
\end{array}\)

Phương trình dao động của vật: x = 5cos(2πt − \(\frac{\pi }{3}\))(cm).

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247