Cho một chất điểm dao động điều hòa với tốc độ cực đại bằng 8π cm/s. Trong mỗi chu kì dao động, thời gian mà li độ của chất điểm nhỏ hơn 2√2 cm gấp ba lần thời gian còn lại. Độ sai lệch giữa khoảng thời gian dài nhất và khoảng thời gian ngắn nhất để chất điểm đi dược quãng đường dài 4 cm
Đáp án:
$\Delta t=\frac{1}{6}s$
Giải thích các bước giải:
$\begin{align}
& {{v}_{max}}=8\pi cm/s. \\
& {{t}_{<2\sqrt{2}}}=3.{{t}_{cl}} \\
& S=4cm \\
\end{align}$
thời gian trong 1T vật có li độ nhỏ hơn 2can 2:
$\begin{align}
& {{t}_{<2\sqrt{2}}}=T-\dfrac{{{t}_{<2\sqrt{2}}}}{3} \\
& \Rightarrow {{t}_{<2\sqrt{2}}}=\dfrac{3T}{4} \\
\end{align}$
vị trí đó:
$\begin{align}
& {{t}_{>2\sqrt{2}}}=\dfrac{T}{4} \\
& \Rightarrow x=\dfrac{A\sqrt{2}}{2}=2\sqrt{2} \\
& \Rightarrow A=4cm \\
\end{align}$
tần số góc:
$\begin{align}
& {{v}_{max}}=\omega .A \\
& \Rightarrow \omega =\dfrac{8\pi }{4}=2\pi (rad/s) \\
& \Rightarrow T=\dfrac{2\pi }{\omega }=1s \\
\end{align}$
thời gian dài nhất: vật đi từ :
${{x}_{1}}=\pm \dfrac{A}{2}\Rightarrow {{x}_{2}}=\pm \dfrac{A}{2}$
qua vị trí biên:${{t}_{max}}=2.\dfrac{T}{6}=\dfrac{T}{3}=\dfrac{1}{3}s$
thời gian ngắn nhất:
${{x}_{1}}=\pm \dfrac{A}{2}\Rightarrow {{x}_{2}}=\mp \dfrac{A}{2}$
qua vị trí cân bằng:
${{t}_{\min }}=2.\dfrac{T}{12}=\dfrac{T}{6}=\dfrac{1}{6}s$
Độ sai lệch giữa khoảng thời gian dài nhất và khoảng thời gian ngắn nhất để chất điểm đi dược quãng đường dài 4 cm:
$\Delta t={{t}_{max}}-{{t}_{\min }}=\dfrac{1}{6}s$