Cho một vật dao động điều hoà thực hiện 20 dao động trong 10 giây, khi vật qua vị trí

Giải SBT Vật lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hòa

Câu 3.5 (VD) trang 15 Sách bài tập Vật Lí 11

A. $t=\frac{1}{24}\text{ s}$

B. $t=\frac{1}{8}\text{ s}$

C. $t=\frac{5}{24}\text{ s}$

D. $t=\frac{7}{24}\text{ s}$

Lời giải:

Đáp án đúng là C

Chu kì dao động: $T=\frac{\text{Δ}t}{n}=\frac{10}{20}=\mathrm{0,5}\text{ s}$

Tần số góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{\mathrm{0,5}}=4\pi \text{rad/s}$

Biên độ dao động của vật: $A=\frac{v_{\text{max}}}{\omega }=\frac{16\pi }{4\pi }=4\text{ cm}$

Vị trí vật có thế năng bằng ba lần động năng, suy ra: $W=\frac{4}{3}{W}_{\text{t}}\Rightarrow x=\pm \frac{\sqrt{3}}{2}A$

Thời điểm thế năng bằng ba lần động năng lần thứ hai kể từ khi bắt đầu chuyển động ứng với vật chuyển động từ vị trí $\frac{A}{2}$ đến biên âm và quay lại vị trí $-\frac{\sqrt{3}}{2}A$ là: $t=\frac{T}{12}+\frac{T}{4}+\frac{T}{12}=\frac{5T}{12}=\frac{5}{24}\text{ s}$