Câu hỏi
Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình \(x = 5\cos 4\pi t\) (với t đo bằng giây). Trong khoảng thời gian \(\dfrac{7}{3}\,\,\left( s \right)\), quãng đường lớn nhất mà vật có thể đi được là:
- A 42,5 cm
- B 48,66 cm
- C 95 cm
- D 91,34 cm
Phương pháp giải:
Chu kì của dao động: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega }\)
Quãng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian \(t > \dfrac{T}{2}\):
\({S_{\max }} = m.2A + 2A\sin \dfrac{{\Delta \varphi }}{2}\) với \(t = m.\dfrac{T}{2} + \Delta t\)
Góc quay của vecto quay trong thời gian \(\Delta t:\Delta \varphi = \omega .\Delta t = \dfrac{{2\pi }}{T}.\Delta t\)
Lời giải chi tiết:
Chu kì dao động của vật là: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{4\pi }} = 0,5\,\,\left( s \right)\)
Ta có: \(t = \dfrac{7}{3}\left( s \right) = 9.\dfrac{T}{2} + \dfrac{1}{{12}}\left( s \right)\)
Trong khoảng thời gian \(\dfrac{1}{3}\left( s \right)\), vecto quay được góc:
\(\Delta \varphi = \omega .\Delta t = 4\pi .\dfrac{1}{{12}} = \dfrac{\pi }{3}\,\,\left( {rad} \right)\)
Quãng đường lớn nhất vật đi được trong khoảng thời gian \(\dfrac{7}{3}\,\,\left( s \right)\) là:
\({S_{\min }} = m.2A + 2A\sin \dfrac{{\Delta \varphi }}{2} = 9.2.5 + 2.5.sin\dfrac{\pi }{6} = 95\,\,\left( {cm} \right)\)
Chọn C.