Dao động cơ học điều hòa đổi chiều khi

Câu hỏi: Dao động cơ học điều hòa đổi chiều khi 

A. lực tác dụng bằng không.

B. lực tác dụng đổi chiều.

C. lực tác dụng có độ lớn cực tiểu.

D. lực tác dụng có độ lớn cực đại

Lời giải:

Đáp án: D. Dao động cơ học điều hòa đổi chiều khi lực tác dụng có độ lớn cực đại

Giải thích:

Dao động cơ học của một vật sẽ đổi chiều tại biên → lực tác dụng lên vật có độ lớn cực đại.

Các em cùng Toploigiai tìm hiểu thêm các kiến thức về dao động cơ học điều hoà nhé!

1. Dao động cơ học là gì?

Dao động cơ học là sự chuyển động của một vật quanh một vị trí xác định gọi là vị trí cân bằng, bao gồm 2 dạng phổ biến là Dao động tuần hoàn và Dao động điều hòa.

Một dao động cơ học của con lắc lò xo được biểu diễu theo hàm Sin hoặc Cos theo thời gian t như sau: x = A.cos ( ωt + Ψ ), v = – ωA.sin( ωt + Ψ ), a = -ω².cos ( ωt + Ψ )

Trong đó: x – Li độ ( cm hoặc m ), v – Vận tốc ( m / s hoặc cm / s ), a – Gia tốc ( cm / s² hoặc m / s² ), t – Thời gian ( s ), A – Biên độ ( cm ), ω – Tần số góc ( rad / s ), Ψ – Pha ban đầu ( rad )

Các công thức quan trọng:

ω = 2Π / T với T là chu kì ( s )

A² = x² + v² / ω², Vmax = ω.A với Vmax là vận tốc cực đại.

Vật ở vị trí cân bằng thì x = 0, Vmax, vật ở vị trí biên thì x = A, v = 0

w = 0.5.k.A² với k = m.ω² là độ cứng của lò xo ( N / m), w là năng lượng ( J  )

2. Kinh nghiệm luyện thi phần Dao động cơ học

Để có được một bài thi tốt, việc đầu tiên là phải nắm chắc kiến thức về những khái niệm cơ bản, công thức, trường hợp nào áp dụng từng loại công thức nào,… Nếu đã nắm vững kiến thức mà không hệ thống lại bạn sẽ rất nhanh quên. Chính vì vậy, để có thể nhớ lâu hơn bạn có thể sử dụng Mindmap với hình vẽ sinh động, màu sắc bắt mắt giúp bạn nắm kiến thức tốt hơn và nhớ lâu hơn. Đây là một phương pháp hữu ích giúp bạn cải thiện trí nhớ của mình.

3. Bài tập về dao động cơ

Ví dụ 1: Một vật dao động điều hòa với phương trình x = 4cos(2πt + π/2) cm. Khi vật có li độ x = 2 cm thì vật có tốc độ là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Từ phương trình x = 4cos(2πt + π/2) cm, ta xác định được các đại lượng sau:

Biên độ A = 4 (cm), tốc độ góc ω = 2π (rad/s)

Khi x = 2 (cm), áp dụng hệ thức liên hệ ta được

Ví dụ 2: [ĐH - 2011] Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox. Khi chất điểm đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của nó là 20 cm/s. Khi chất điểm có tốc độ là 10 cm/s thì gia tốc của nó có độ lớn là cm/s2. Biên độ dao động của chất điểm là

Hướng dẫn:

Khi chất điểm qua VTCB thì có tốc độ cực đại vmax = Aω = 20 cm/s.

Áp dụng hệ thức độc lập thời gian:

→ Biên độ dao động của chất điểm là A = vmax/ω = 20/4 = 5 cm.

Ví dụ 3: Một vật nhỏ khối lượng 100 g dao động điều hòa dưới tác dụng của một lực kéo về F = –2cos(4πt + π/3) N. Lấy π2 = 10. Biên độ dao động của vật bằng

Hướng dẫn:

Đổi m = 100 g = 0,1 kg.

Ta có ω = 4π rad/s, Fmax = 2 N

Ví dụ 4: Một vật dao động điều hòa: khi vật có li độ x1 = 3cm. Thì vận tốc là v1 = 4π cm/s, khi vật có li độ x2 = 4cm thì vận tốc là v2 = 3π cm/s. Tìm tần số góc và biên độ của vật?

Hướng dẫn:

Từ các hệ thức độc lập với thời gian ta có: