Một vật dao động điều hòa có phương trình \(x = 5\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\)cm. Tính tốc độ trung bình của vật trong khoảng thời gian tính từ lúc bắt đầu khảo sát dao động đến thời điểm vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương lần thứ nhất.
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình dao động của vật là:\(x = 5\cos \left( {4\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)\)
Ban đầu lúc khảo sát:\({\alpha _0} = \frac{\pi }{3};{x_0} = \frac{1}{2}A = 2,5cm\)
Vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương lần thứ nhất thì vật quay được góc \(\alpha = \frac{\pi }{6} + \pi = \frac{{7\pi }}{6}\)
Quãng đường vật đi được trong thời gian đó là: \(S = 2A + \frac{1}{2}A = \frac{5}{2}A = 12,5\)cm.
Thời gian vật đi là: \(\Delta t = \frac{\alpha }{\omega } = \frac{{7\pi /6}}{{4\pi }} = \frac{7}{{24}}\)s
Vậy tốc độ trung bình vật đi được trong khoảng thời gian đó là: \(V = \frac{S}{{\Delta t}} = \frac{{12,5}}{{7/24}} = 42,86\) cm/s.