Một chất điểm đang dao động với phương trình: x=8cos(10πt+π4)cm. Tính tốc độ trung bình của chất điểm sau 14 chu kì tính từ khi bắt đầu dao động và tốc độ trung bình sau nhiều chu kỳ dao động:
Phương pháp giải
+ Áp dụng công thứ xác định chu kì dao động: T=2πω
+ Áp dụng biểu thức xác định tốc độ trung bình: vTB=St
Lời giải của Tự Học 365
Ta có:
+ Biên độ: A=8cm
+ Chu kì dao động T=2πω=2π10π=0,2s
+ Tại thời điểm ban đầu t=0: {x0=8cos(π4)v0=−8.10πsin(π4)→{x0=4√2cmv<0
Góc quét trong khoảng thời gian T4 từ thời điểm ban đầu: Δφ=ωΔt=2πT.T4=π2
=> Quãng đường vật đi được trong 14 chu kì là: S=A√22+|−A√22|=A√2
=> Tốc độ trung bình của chất điểm sau 14 chu kì là: vTB=St=A√2T4=4A√2T=4.8√20,2=160√2cm/s=2,26m/s
+ Cứ 1 chu kì vật đi được quãng đường S=4A
=> n chu kì vật đi được quãng đường Sn=4nA
=> Tốc độ trung bình của chất điểm sau n chu kì là: vTB=Sntn=4nAnT=4AT=4.80,2=160cm/s=1,6m/s
Đáp án cần chọn là: b
Vật lý Lớp 12