Câu hỏi
Một chất điểm dao động điều hoà với phương trình \(x = Ac{\rm{os}}\left( {2\pi t} \right)\left( {cm} \right)\) (t đo bằng s). Biết hiệu giữa quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất mà chất điểm đi được trong cùng một khoảng thời gian Δt đạt cực đại. Khoảng thời gian Δt bằng
- A 1/4 s
- B 1/6 s
- C 1/12 s
- D 1/2 s
Phương pháp giải:
Quãng đường lớn nhất và nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian ∆t:
\(\left\{ \matrix{
{S_{\max }} = 2A.\sin {\alpha \over 2} \hfill \cr
{S_{\min }} = 2A\left( {1 - c{\rm{os}}{\alpha \over 2}} \right) \hfill \cr} \right.;\left( {\alpha = \omega .\Delta t} \right)\)
Lời giải chi tiết:
Tần số góc: ω = 2π (rad/s)
Góc quét được trong thời gian ∆t: α = 2π.∆t
Ta có:
\(\eqalign{
& \left\{ \matrix{
{S_{\max }} = 2A.\sin {\alpha \over 2} \hfill \cr
{S_{\min }} = 2A\left( {1 - c{\rm{os}}{\alpha \over 2}} \right) \hfill \cr} \right. \Rightarrow \Delta S = {S_{\max }} - {S_{\min }} = 2A\left( {\sin {\alpha \over 2} + c{\rm{os}}{\alpha \over 2} - 1} \right) = 2A\left[ {{{\sqrt 2 } \over 2}c{\rm{os}}\left( {{\alpha \over 2} - {\pi \over 4}} \right)} \right] \cr
& \Delta {S_{\max }} \Leftrightarrow c{\rm{os}}\left( {{\alpha \over 2} - {\pi \over 4}} \right) = 1 \Rightarrow {\alpha \over 2} - {\pi \over 4} = 0 \Rightarrow \alpha = {\pi \over 2} \Rightarrow 2\pi .\Delta t = {\pi \over 2} \Rightarrow \Delta t = {1 \over 4}s \cr} \)