Giải Vật lí 11 trang 19 Chân trời sáng tạo

Giải Vật lí 11trang 19

Câu hỏi 5 trang 19 Vật Lí 11:Nhận xét về độ lệch pha giữa gia tốc và vận tốc của vật dao động.

Lời giải:

Phương trình vận tốc: $v=\omega A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\frac{\pi }{2}\right)$

Phương trình gia tốc: $a={\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\pi \right)$

Độ lệch pha giữa gia tốc và vận tốc: $\Delta \phi =\frac{\pi }{2}$ tức là gia tốc và vận tốc vuông pha với nhau.

Luyện tập trang 19 Vật Lí 11:Một máy cơ khí khi hoạt động sẽ tạo ra những dao động được xem gần đúng là dao động điều hoà với phương trình li độ có dạng:$x=2\cos \left(180\pi t\right)$ (mm)

a) Hãy xác định biên độ, chu kì, tần số và tần số góc của dao động.

b) Viết phương trình vận tốc và gia tốc của vật dao động.

Lời giải:

a) Từ phương trình li độ ta xác định được:

Biên độ: A = 2 mm = 0,002 m

Tần số góc: $180\pi \left(rad/s\right)$

Chu kì: $T=\frac{2\pi }{\omega }=\frac{2\pi }{180\pi }=\frac{1}{90}\left(s\right)$

Tần số: $f=\frac{1}{T}=90Hz$

Pha ban đầu: ${\phi }_0=0\left(rad\right)$

b) Phương trình vận tốc: 

$v=\omega A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\frac{\pi }{2}\right)=0,36\pi \cos \left(180\pi t+\frac{\pi }{2}\right)\left(m/s\right)$

Phương trình gia tốc: 

$a={\omega }^{2}A\cos \left(\omega t+{\phi }_0+\pi \right)=64,8{\pi }^2\cos \left(180\pi t+\pi \right)\left(m/s^2\right)$

Vận dụng trang 19 Vật Lí 11:Tìm hiểu và trình bày ngắn gọn nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo khối lượng của các phi hành gia trên tàu vũ trụ.

Lời giải:

Khi làm việc dài ngày trên các trạm không gian vũ trụ, việc theo dõi các chỉ số sức khoẻ như chiều cao, khối lượng cơ thể của các nhà du hành vũ trụ rất quan trọng. Khi đó cần có loại cân đặc biệt để xác định khối lượng của nhà du hành vũ trụ.

Dụng cụ này được thiết kế để cho phép các nhà du hành xác định khối lượng của họ ở điều kiện không trọng lượng. Nó là một cái ghế có khối lượng m gắn ở đầu một lò xo có độ cứng k. Đầu kia của lò xo được gắn vào một điểm cố định của trạm. Một máy đếm điện tử được kết nối với chiếc ghế có thể đo được chu kì dao động của ghế. Từ đó sử dụng các công thức trong dao động điều hoà của con lắc lò xo thì xác định được khối lượng M của nhà du hành vũ trụ.

Công thức xác định khối lượng M: $M=\frac{k}{4{\pi }^2}{T}^2-m$