Một vật khối lượng 2 kg có thể dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát

Sổ tay toán lý hóa 12 chỉ từ 29k/cuốn

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

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 với tần số góc là 4 rad/s. Để kích thích vật dao động điều hoà, tại thời điểm t = 0, kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng 10 cm và truyền cho vật một vận tốc có độ lớn 1 m/s hướng về vị trí cân bằng. Hãy xác định:

a) Động năng của vật tại vị trí cân bằng.

b) Biên độ dao động của vật.

c) Tỉ số động năng và thế năng tại vị trí x = 15cm.

d) Tốc độ của vật tại vị trí mà động năng bằng 5/11 thế năng.

Quảng cáo

Lời giải:

a) Động năng của vật tại vị trí cân bằng:

$W_{d max} = W = W_{d} + W_{t} = \frac{1}{2} m v^{2} + \frac{1}{2} m ω^{2} x^{2} = \frac{1}{2} {.2.1}^{2} + \frac{1}{2} {.2.4}^{2} {.0,1}^{2} = 1,16 J$

b) Ta có: $W = W_{đmax} = \frac{1}{2} m ω^{2} A^{2}$

Biên độ dao động của vật là: $A = \sqrt{\frac{2 W_{dmax}}{m ω^{2}}} = \sqrt{\frac{2.1,16}{{2.4}^{2}}} \approx 0,27 m$

c) Tỉ số động năng và thế năng tại vị trí $x = 15 cm$ là:

$\frac{W_{d}}{W_{t}} = \frac{W - W_{t}}{W_{t}} = \frac{A^{2} - x^{2}}{x^{2}} = \frac{{0,27}^{2} - {0,15}^{2}}{{0,15}^{2}} = 2,24$

d) Ta có: $\frac{W_{d}}{W_{t}} = \frac{W_{d}}{W - W_{d}} = \frac{5}{11} \Rightarrow W_{d} = \frac{5}{16} W \Leftrightarrow \frac{1}{2} m v^{2} = \frac{5}{16} \cdot \frac{1}{2} m ω^{2} A^{2} .$

Tốc độ của vật tại vị trí mà động năng bằng 5/11 thế năng là:

$v = \frac{\sqrt{5} ω A}{4} = \frac{\sqrt{5} \cdot 4 \cdot 0,27}{4} \approx 0,6 m/s$

Quảng cáo

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

Quảng cáo

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

Hỏi bài tập trên ứng dụng, thầy cô VietJack trả lời miễn phí!

Tủ sách VIETJACK shopee lớp 10-11 cho học sinh và giáo viên (cả 3 bộ sách):

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 11

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Giáo án, bài giảng powerpoint Văn, Toán, Lí, Hóa....

4.5 (243)

799,000đs

199,000 VNĐ

Đề thi, chuyên đề Cánh diều, Kết nối tri thức, Chân trời sáng tạo...

4.5 (243)

799,000đ

99,000 VNĐ

Sách luyện 30 đề thi thử THPT năm 2025 mới

4.5 (243)

199,000đ

99.000 - 149.000 VNĐ

xem tất cả

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.