Tìm tần số dao động của con lắc lò xo.

try96

Member
Bài toán: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5cm,. Biết trong 1 chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$ là $\dfrac{T}{3}$. Tần số dao động là?
 
try96 đã viết:
Bài toán:Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5cm,.Biết trong 1 chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$ là $\dfrac{T}{3}$.Tần số dao động là?
Giải
Trước hết nhận xét : độ lớn của gia tốc sẽ tăng dần từ vtcb ra biên, do đó để độ lớn của gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$ thì vật sẽ dao động trong khoảng [-x, x] nào đó, giờ ta sẽ tìm x.
Chú ý là thời gian đi từ x về vtcb sẽ bằng $\dfrac{1}{4}$ tổng thời gian mà độ lớn gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$.

$$\dfrac{T}{3}=4\dfrac{T}{12}$$
$$\Rightarrow x=\dfrac{A}{2}$$
Như vậy ta có
$$\omega ^2.\dfrac{A}{2}=100$$
$$\Rightarrow \omega =2\pi \left(lấy \pi ^2=10\right)$$
$$\Rightarrow f= 1Hz$$

P/S: Anh nghĩ em nên đọc thêm về cách dùng trục li độ, trục vận tốc để giải bài nhanh hơn, chứ dùng phương trình nhiều khi chậm lắm
 
try96 đã viết:
Bài toán:Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5cm,.Biết trong 1 chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$ là $\dfrac{T}{3}$.Tần số dao động là?

Thêm một hướng đi khác cho bài toán này:
Lời giải:

Trước tiên ta có : $a=-\omega ^2. X\Leftrightarrow \mid x\mid \leq \dfrac{100}{\omega ^2}$

Bài toán trở thành tìm $\omega $ sao cho quãng đường vật đi được trong $\dfrac{T}{3}$ (s) là lớn nhất.

* Mặt khác trong 1 chu kì, quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong $\dfrac{T}{3}$ (s) là

${S}_{max}=2A\sin \dfrac{\pi }{6}=A$ và vật chuyển động lân cận VTCB nên $\mid x\mid \leq \dfrac{{S}_{max}}{4}$

$\Leftrightarrow \dfrac{100}{\omega ^2}=\dfrac{{S}_{max}}{2}
\Leftrightarrow T=1 \left(s\right)$

Hay $f=1 Hz$
 
Bài toán: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với chu kì T và biên độ 5cm,.Biết trong 1 chu kì khoảng thời gian để vật nhỏ có độ lớn gia tốc không vượt quá $100 \ \left(\text{cm}/\text{}\right){s}^{2}$ là $\dfrac{T}{3}$.Tần số dao động là?

Do dao động có tính đối xứng nên từ giả thiết ta có:
$$\dfrac{T}{2 \pi } \arc\sin \dfrac{\dfrac{100}{}\left(\dfrac{2\pi }{} T\right)^2}{A} =\dfrac{1}{4}\dfrac{T}{3}$$
Suy ra $T=1$
Suy ra $f=1$
 

Quảng cáo

Back
Top