Câu hỏi
Một vật dao động điều hòa với phương trình liên hệ v, x dạng \(\frac{{{x^2}}}{{48}} + \frac{{{v^2}}}{{0,768}} = 1\), trong đó x (cm), v (m/s). Viết phương trình dao động của vật biết tại t = 0 vật qua li độ \( - 2\sqrt 3 cm\) và đang đi về cân bằng. Lấy π2 = 10.
- A \(x = 4\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{6}} \right)cm\)
- B \(x = 4\cos \left( {2\pi t - \frac{{5\pi }}{6}} \right)cm\)
- C \(x = 4\sqrt 3 \cos \left( {4\pi t - \frac{{2\pi }}{3}} \right)cm\)
- D \(x = 4\sqrt 3 \cos \left( {4\pi t - \frac{{5\pi }}{6}} \right)cm\)
Phương pháp giải:
Áp dụng công thức độc lập với thời gian của x và v:
\(\frac{{{x^2}}}{{{A^2}}} + \frac{{{v^2}}}{{{{(\omega A)}^2}}} = 1\)
Tìm A và tần số góc sau đó viết phương trình dao động
Lời giải chi tiết:
Áp dụng công thức độc lập với thời gian của x và v:
\(\frac{{{x^2}}}{{{A^2}}} + \frac{{{v^2}}}{{{{(\omega A)}^2}}} = 1\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
\frac{{{x^2}}}{{48}} + \frac{{{v^2}}}{{0,768}} = 1 \Rightarrow {A^2} = \sqrt {48} = 4\sqrt 3 cm\\
\Rightarrow \omega A = \sqrt {0,768} = \frac{{4\sqrt {30} }}{{25}}m/s \Rightarrow \omega = \frac{{4\sqrt {30} }}{{25.4\sqrt 3 }}.100 = 4\pi (rad/s)
\end{array}\)
Tại thời điểm ban đầu t = 0 ta có vật qua li độ và đang đi về cân bằng thì:
\( - 2\sqrt 3 = 4\sqrt 3 .\cos \varphi \Rightarrow \varphi = - \frac{{2\pi }}{3}\)
Ta có phương trình dao động là :
\(x = 4\sqrt 3 .\cos \left( {4\pi t - \frac{{2\pi }}{3}} \right)cm\)
Chọn C