Tải Lại Trang

Li độ của chất điểm trọng dao động điều hòa 

Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa. Phương trình li độ. Dao động điều hòa


Làm bài tập

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Li độ của chất điểm trọng dao động điều hòa

x

Khái niệm:

Li độ hay độ dời là khoảng cách ngắn nhất từ vị trí ban đầu đến vị trị hiện tại của vật chuyển động, thường được biểu diễn tọa độ của vật trong hệ quy chiếu khảo sát chuyển động.

 

Dạng đồ thị:

Li độ trong dao động điều hòa là hàm cos và đồ thị là hình sin.

 

Chú ý:

Li độ có thể âm hoặc dương tùy thuộc vào pha dao động của vật.

 

Đơn vị tính: cm hoặc m

 

Các bài giảng liên quan Li độ của chất điểm trọng dao động điều hòa

Tổng quan về dao động điều hòa.

118371   20/06/2021

Bài giảng tổng quan về dao động điều hòa. Biểu diễn vecto quay Fresel. Hệ thức độc lập theo thời gian. Phương trình li độ, vận tốc, gia tốc trong dao động. Video hướng dẫn chi tiết.

Viết phương trình dao động điều hòa

618288   27/06/2021

Bạn không biết viết phương trình dao động điều hòa như thế nào? Hướng dẫn cách viết phương trình dao động điều hòa và cá công thức liên quan. Video hướng dẫn chi tiết.

Quãng đường đi được của vật dao động điều hòa trong thời gian xác định.

818285   29/06/2021

Video hướng dẫn chi tiết về bài toán xác định quãng đường mà một vật dao động điều hòa thực hiện được khi biết thời gian chuyển động của vật.

Thời gian vượt quá - Thời gian không vượt quá

1718244   22/07/2021

Video hướng dẫn chi tiết cho các bạn cách tìm thời gian vượt quá, thời gian không vượt quá của một dao động điều hòa.

Tổng hợp công dụng của vectơ quay Fresnel

1918254   22/07/2021

Video tổng hợp tất cả các công dụng của vectơ quay Fresnel kèm bài tập áp dụng chi tiết

Các công thức liên quan


x=Acos(ωt+φ)

 

Định nghĩa: Hình chiếu của một vật chuyển động tròn đều lên đường kính của nó là một dao động đều hòa.

 

hinh-anh-phuong-trinh-dao-dong-dieu-hoa-vat-ly-12-253-0

Chú thích:

x: Li độ của chất điểm tại thời điểm t.

t: Thời gian (s).

A: Biên độ dao động ( li độ cực đại) của chất điểm (cm, m).

ω: Tần số góc (tốc độ góc) (rad/s).

(ωt+φ): Pha dao động tại thời điểm t (rad).

φ: Pha ban đầu của dao động tại thời điểm t=0 (-πφπ)(rad).

 

Đồ thị:

Đồ thị của tọa độ theo thời gian là đường hình sin.


Xem thêm

a=-ω2.x

Công thức:

Từ phương trình a=v'=-ωAsinωt+φ=-ω2Acosωt+φ=-ω2x.

 

Chú thích:

a: Gia tốc của chất điểm trong dao động điều hòa tại vị trí có li độ x (cm/s2, m/s2)

ω: Tần số góc (tốc độ góc) (rad/s)

x: li độ của chất điểm (cm, m)

 

 


Xem thêm

x2+v2ω2=A2; v2ω2+a2ω4=A2

Li độ x và vận tốc v vuông pha nhau :

x2A2+v2v2max=1x2A2+v2ω2A2=1x2+v2ω2=A2 

Vận tốc v và gia tốc a vuông pha nhau:

v2v2max+a2a2max=1v2ω2A2+a2ω4A2=1v2ω2+a2ω4=A2 

 

Chú thích:

x: Li độ của chất điểm (cm, m)

A: Biên độ dao động (cm, m)

ω: Tần số góc ( Tốc độ góc) (rad/s)

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s)

a: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s2, m/s2)

vmax: Vận tốc cực đại của chất điểm (cm/s, m/s)

amax: Gia tốc cực đại của chất điểm (cm/s2, m/s2)

 

Lưu ý: Hai công thức trên còn được gọi là hệ thức độc lập thời gian.


Xem thêm

A=L2=S4N=vmaxω=amaxω2=v2maxamax=x2+v2ω2=ω2v2+a2ω2

Chú thích:

x: Li độ của chất điểm (cm, m)

L: Độ dài quỹ đạo (cm, m)

S: Quãng đường vật đi được trong N vòng (cm, m)

A: Biên độ dao động (cm, m)

ω: Tần số góc ( Tốc độ góc) (rad/s)

N: số dao động toàn phần mà chất điểm thực hiện được

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s)

a: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s2, m/s2)

vmax: Vận tốc cực đại của chất điểm (cm/s, m/s)

amax: Gia tốc cực đại của chất điểm (cm/s2, m/s2)

 

Chứng minh các công thức:

+ Vật chuyển động trên quỹ đạo dài L=2A  A=L2.

+ Vật chuyển động cứ một vòng sẽ đi được quãng đường là 4A, vật vật đi N vòng thì quãng đường sẽ là S=4AN  A=S4N.

+ Từ công thức tốc độ cực đại của vật: vmax=ωA  A=vmaxω.

+ Từ công thức gia tốc cực đại của vật: amax=ω2A  A=amaxω2.

+ Ta có: vmax=ωA và amax=ω2A v2maxamax=ω2A2ω2A=A.

+ Từ hệ thức độc lập thời gian :x2+v2ω2=A2  A=x2+v2ω2.

+ Từ hệ thức độc lập thời gian :v2ω2+a2ω4=A2  v2ω2+a2ω4=A2 A=v2ω2+a2ω2.


Xem thêm

ω=2πf=2πT=2πNt=amaxvmax=vmaxA=amaxA=vA2-x2=v12-v22x12-x22

Chú thích:

ω: Tốc độ góc (Tần số góc) (rad/s).

f: Tần số dao động (Hz).

T: Chu kỳ dao động (s).

A: Biên độ dao động (cm, m).

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s).

a: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s2, m/s2).

vmax: Vận tốc cực đại của chất điểm (cm/s, m/s).

amax: Gia tốc cực đại của chất điểm (cm/s2, m/s2).

x: Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa (cm).

 

Chứng minh các công thức:

+ Từ công thức tính tần sô : f=ω2π  ω=2πf.

+ Từ công thức tính chu kỳ: T=2πω  ω=2πT.

+ Từ công thức vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của chất điểm :  vmax=ωAamax=ω2A amaxvmax=ω2AωA=ω  ω=amaxvmaxω=vmaxAω=amaxA

+ Từ công thức độc lập thời gian: x2+v2ω2=A2  v2ω2=A2-x2  ω2=v2A2-x2  ω=vA2-x2

+ Công thức độc lập thời gian tại từng thời điểm t1;t2 là:

x12+v12ω2=A2x22+v22ω2=A2x12+v12ω2=x22+v22ω2x12-x22=v22-v12ω2ω=v12-v22x12-x22


Xem thêm

x2A2+v2vmax2=1 ; v2vmax2+a2amax2=1

Chú thích:

A: Biên độ dao động (cm, m).

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s).

a: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s2, m/s2).

vmax: Vận tốc cực đại của chất điểm (cm/s, m/s).

amax: Gia tốc cực đại của chất điểm (cm/s2, m/s2).

x: Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa (cm).


Xem thêm

v2=ω2A2-x2

Từ công thức độc lập thời gian : x2+v2ω2=A2  v2ω2=A2-x2v2=ω2A2-x2

 

Chú thích:

x: Li độ của chất điểm (cm, m)

A: Biên độ dao động (cm, m)

ω: Tần số góc ( Tốc độ góc) (rad/s)

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s)

 

 


Xem thêm

φ=±arctan-vωx=±arccosxA

φ=arctan-vωx- ωt0

Chú thích:

x: Li độ của chất điểm (cm, m)

A: Biên độ dao động (cm, m)

ω: Tần số góc ( Tốc độ góc) (rad/s)

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ (cm/s, m/s)

φ: Pha ban đầu của chất điểm (rad)

 

+ Căn cứ vào thời điểm t=0 thì : x=Acosφv=-Aωsinφ >;<;=0cosφ=xAφ >;<;=0φ=arccosxA

Do v.φ<0 nên dấu của φ tùy thuộc vào vvt chuyn đng theo chiu dương: v>0  φ<0.vt chuyn đng theo chiu âm : v<0  φ>0.

+ Hoặc chia 2 vế phương trình trên : vx=-ωtanφ  φ=arctan-vωx

 

Lưu ý:

Nếu đề cho tại t=t0 thì x=x0; v=v0 thì : x0=Acosωt0+φv0=-Aωsinωt0+φ v0x0=-ωtanωt0+φ  ωt0+φ=arctan-vωx φ=arctan-vωx- ωt0 


Xem thêm

Wd=nWt

Wđ=nWtx=±An+1v=±vmaxnn+1

Chú thích:

Wđ: Động năng (J)

Wt: Thế năng (J)

n: Số dương bất kỳ

x: Li độ của chất điểm (cm, m)

A: Biên độ dao động (cm, m)

v: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x (cm/s, m/s)

vmax: Vận tốc cực đại của chất điểm (cm/s, m/s)

hinh-anh-moi-lien-he-giua-dong-nang-va-the-nang-vat-ly-12-274-0

Một số vị trí đặc biệt và quan hệ năng lượng tại điểm đó

(lưu ý: có thể lấy đối xứng các vectơ qua trục Ox và Oy để suy ra những vị trí còn lại)

 

CHỨNG MINH CÔNG THỨC

Tọa độ x:

W=Wt+nWt 12kA2=(n+1).12kx2x=±An+1

Vận tốc v: 

W=Wd+1nWd12kA2=n+1n.mv22A2=n+1n.v2ω2v=±ωAnn+1=±vmaxnn+1

 

CÔNG THỨC TƯƠNG TỰ 

Khi Wt=nWd x=±Ann+1v=±vmaxn+1

 

 


Xem thêm

Wđ=12mv2=12kA2sin2ωt+φ=12kA2-x2

Định nghĩa : năng lượng mà lò xo có được dưới dạng chuyển động.Động năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì T2

Công thức : Wđ=12mv2=12kA2sin2ωt+φ=12kA2-x2

Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.

Chú thích:

Wđ: Động năng của lò xo J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

A : Biên độ dao động cùa lò xo m ; cm

k: Độ cứng của lò xo N/m.

x: Li độ của vật m ; cm


Xem thêm

Wt=12kx2=12kA2cos2ωt+φ

Định nghĩa : năng lượng mà lò xo có được khi bị biến dạng đàn hồi.Thế năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì T2

Công thức : Wt=12kx2=12kA2cos2ωt+φ

Chú ý : Thế năng cực tiểu ở VTCB, cực đại ở biên.

Chú thích:

Wt: Thế năng của lò xo J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

A : Biên độ dao động cùa lò xo m ; cm

k: Độ cứng của lò xo N/m.

φ : Pha ban đầu của dao động rad

x: Li độ của vật m ; cm


Xem thêm

W=Wđ+Wt=12kA2=12mω2A2=12mv2max

Định nghĩa : Tổng các dạng năng lượng mà lò xo có được .Cơ năng có giá trị xác định (không biến thiên theo t) và bảo toàn khi bỏ qua ma sát.

Công thức : W=Wđ+Wt=12mv2+12kx2=12kA2=12mω2A2=12mv2max

Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.

Chú thích:

W : Cơ năng của lò xo J

Wđ: Động năng của lò xo J.

Wt : Thế năng của lò xo J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

A : Biên độ dao động cùa lò xo m ; cm

k: Độ cứng của lò xo N/m.

x: Li độ của vật m ; cm


Xem thêm

x=Acosωt+φ

Phương trình dao động của con lắc lò xo:

Vị trí cân bằng là vị trí lò xo không bị biến dạng.Tốc độ góc của phương trình dao động là tốc độ góc của con lắc lò xo

               x=Acosωt+φ

Với x : Li độ của con lắc lò xo cm ; m.

     A : Biên độ dao động của con lắc lò xo cm ; m.

     ω : Tốc độ góc của con lắc lò xo rad/s

     φ : Pha ban đầu rad

     t : Thời điểm s

Bước 1: Tính ω=km, A

Bước 2: Xác định pha ban đầu φ


Xem thêm

F=ma=-mω2x

Định nghĩa : Lực phục hồi trong dao động điều hòa là tổng hợp các lực làm cho vật dao động điều hòa.Lực phục hồi cũng biến thiên điều hòa cùng tần số với gia tốc .

Công thức : F=ma=-mω2x=-m2πT2x

Chú ý lực phục hồi cùng chiều với gia tốc có độ lớn cực đại tại hai biên bằng 0 tại VTCB


Xem thêm

Wđ=12mv2=12mω2A2-x2=mω2A22sin2ωt+φ

Định nghĩa:

Động năng của dao động điều hòa là dạng năng lượng dưới dạng chuyển động .Biến thiên với chu kì và tần số T2,2f.Trong quá trình chuyển động động năng và thế năng chuyển đổi cho nhau.

Công thức:

Wđ=12mv2=12mω2A2-x2=mω2A22sin2ωt+φ

Với Wđ : Động năng của dao động điều hòa J

       m : Khối lượng của vật kg

       ω: tần số góc của dao động điều hòa rad/s

       A: Biên độ của dao động điều hòa

Chú ý động năng cực đại : Wđ max =mω2A2 tại VTCB và bằng cơ năng

Mối tương quan giữa chu kì dao động của con lắc và chu kì biến đổi của động năng:

- Trong dao động điều hòa. Chu kì của dao động tự do gấp hai lần chu kì biến đổi của động năng.

- Trong dao động điều hòa. Tần số của dao động tự do bằng một nửa tần số biến đổi của động năng.


Xem thêm

Wt=W-Wđ=mω2A2cos2ωt+φ

Định nghĩa : Thế năng là dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí .Thế năng biến thiên điều hòa cùng chu kì, tần số với động năng.Thế năng và động năng có thể chuyển hóa cho nhau nhưng cơ năng là một đại lượng bảo toàn.

Công thức: 

Wt=W-Wđ=mω2A2cos2ωt+φ=mω2x22

Chú ý : Wt max =mω2A22 tại biên và có giá trị bằng cơ năng


Xem thêm

WđWt=A2-x2x2=v2vmax2-v2=WđW-Wđ=tan2ωt+φ

Công thức:

WđWt=A2-x2x2=WđW-Wđ=tan2ωt+φ


Xem thêm

t=4ωarccosgiá tr điu kin  ugiá tr cc đi dùng cho li độ , lực phục hồi . gia tốc.

t=42ωarccosWt1W dùng cho thế năng 

Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn li độ,lực phục hồi, thế năng  vượt quá u trong 1 chu kì

x=Acosωt+φa=a0cosωt+φ+πF=F0cosωt+φ+πWt=Wcos2ωt+φ

Công thức 

t=4ωarccosgiá tr điu kin  ugiá tr cc đi dùng cho li độ , lực phục hồi . gia tốc.

t=42ωarccosWt1W dùng cho thế năng 

Khoảng thời gian này được tính khi vật đi từ vị trí có điều kiện bằng u ra biên.Các khoảng thời gian này đổi xứng nhau qua biên.Khi xét thêm chiều ta lấy khoảng thời gian chia cho 2.


Xem thêm

x2=x1cos2πtT+v1ωsin2πtT

v2=v1cos2πtT-ωx1sin2πtT

Tại thời điểm t1 vật có li độ x1 và vận tốc v1

    Đến thời điểm vật có li độ x2 và vận tốc v2

Ta có: x2=Acosφ1+ωt=x1cosωt+v1ωsinωt

Với φ=ωt, nên x2=x1cos2πtT+v1ωsin2πtT

Ta có:  v2=-ωAsinφ1+ωt=-v1cosωt-ωx1sinωt

    Vậy: v2=v1cos2πtT-ωx1sin2πtT

* Đặc biệt:

 + Sau khoảng thời gianT (hoặc nT) vật trở lại vị trí và chiều chuyển động như cũ:x1=x2;v1=v2;                              ; .

 + Sau khoảng thời gian 2n+1T2 [hoặc ] vật qua vị trí đối xứng: ; .x2=-x1;v2=-v1

 + Sau khoảng thời gian 2n+1T4 [hoặc ] vật qua vị trí đối xứng:

x2=±A2-x12

v2=±vmax2-v12

                                       


Xem thêm

ω'=km1+m2A'=x2+Vω'2

Va chạm mềm : con lắc lò xo có m1 va chạm với vật m2  có vận tốc lần lượt v1;v2.Sau va chạm hai vật bi dính lại và chuyển động cùng vật tốc.

Bảo toàn động lượng : m1v1'+m2v2=m1+m2V

V=m1v1'+m2v2m1+m2V là vận tốc sau va chạmm/s

Công thức :

ω'=km1+m2A'=x2+Vω'2

Với x là vị trí so với VTCB mà vật bắt đầu va chạm


Xem thêm

v=x'=-ωAsinωt+φ

Phương trình vận tốc của con lắc đơn

v=x'=-ωAsinωt+φ

Với x: Li độ m

      A: Biên độ m

     ω: Tần số góc con lắc lò xo rad/s

     v: Vận tốc của con lắc lò xo m/s

Chú ý : 

+ Vận tốc vuông pha li độ dài và li độ góc,  cực đại tại VTCB và bằng 0 tại Biên.

+ Với vận tốc cực đại : vmax=ωA


Xem thêm

v=ωA2-x2=vmaxnn+1=2Wđm

Chú thích :

v: Vận tốc của con lắc lò xom/s

ω: Tần số góc của con lắc lò xorad/s

vmax :Vận tốc cực đạim/s

Wđ : Động năng của con lắc lò xoJ

n : Tỉ số động năng và thế năng WđWt

x : li độ của vật m

A: Biên độ của vật m 

m :kg


Xem thêm

x=±An+1=amaxaA=±A.vvmax2-1x=l-l0-l0

Chú thích : x :Li độ của vậtm

A: Biên độ của vật m

amax Gia tốc cực đạim/s2

a:Gia tốc của vật m/s2

 n : tỉ số động năng và thế năng 

v :Vận tốc của vật m/s

 vmax: Vận tốc cực đại của vậtm/s

l: Chiều dài dây đang bị thay đổi m

l0: Chiều dài ban đầu m

l0:Độ biến dạng của lò xo tại VTCB


Xem thêm

Biến số liên quan


l0

Khái niệm: là độ dãn hoặc nén của lò xo khi lực đàn hồi cân bằng với lực tác dụng lên dây treo khi đứng yên.

Đơn vị: m

 


Xem thêm

vmax

Đơn vị tính: (cm/s) hoặc (m/s)


Xem thêm

Wt

Định nghĩa : Là dạng năng lượng dưới dạng thế năng đàn hồi của lò xo khi bị biến dạng và phụ thuộc vào độ cứng lò xo.

Đơn vị : J

Kí hiệu : Wt


Xem thêm

Wđ

Định nghĩa : Là dạng năng lượng của dao động của lò xo dưới dạng chuyển động.

Kí hiệu : Wđ

Đơn vị : J


Xem thêm

ω

Định nghĩa :  Tần số góc của con lắc lò xo phụ thuộc vào khối lượng quả nặng và độ cứng của lò xo.

Kí hiệu: ω.

Đơn vị : rad/s


Xem thêm

Các câu hỏi liên quan

có 168 câu hỏi trắc nghiệm và tự luận vật lý


Vận tốc chất điểm tại vị trí cân bằng

Một chất điểm dao động điều hòa với chu kì 0,5π (s) và biên độ 2 (cm). Vận tốc của chất điểm tại vị trí cân bằng có độ lớn là bao nhiêu?

Trắc nghiệm Dễ

Vận tốc của chất điểm khi cách VTCB 6 cm

Vật dao động diều hòa với T=2 (s), biên độ 10 cm. Khi vật cách VTCB 6 cm, tốc độ của vật bằng bao nhiêu?

Trắc nghiệm Dễ

Biên độ dao động của vật

Một vật dao động điều hòa với ω = 5 (rad/s). Khi vật qua vị trí có x = 5 cm thì nó có tốc độ 25 (cm/s). Biên độ dao động của vật là bao nhiêu?

Trắc nghiệm Khó

Xác định gia tốc của vật

Một vật đang dao động điều hòa với ω = 10π (rad/s) và A = 2cm. Khi vật có tốc độ là 1010(cm/s) thì gia tốc là bao nhiêu?

Trắc nghiệm Khó

Tìm biên độ dao động của vật khi biết vận tốc và gia tốc

Một vật đang dao động điều hòa trên trục Ox khi qua vị trí cân bằng thì vận tốc của chất điểm là 20 cm/s. Khi tốc độ chất điểm là 10 cm/s thì gia tốc có độ lớn  403cm/s2. Biên độ là bao nhiêu?

Trắc nghiệm Khó

Tìm biên độ dao động của vật khi biết độ dài quỹ đạo

Một vật dao động điều hòa với quỹ đạo dài 12 cm. Biên độ của dao động này là bao nhiêu?

Trắc nghiệm Dễ
Xem tất cả câu hỏi liên quan Làm bài tập

Xác nhận nội dung

Hãy giúp Công Thức Vật Lý chọn lọc những nội dung tốt bạn nhé!


Các công thức liên quan


  Phương trình dao động điều hòa - vật lý 12   Gia tốc của chất điểm trong dao động điều hòa - vật lý 12   Hệ thức vuông pha giữa các đại lượng - vật lý 12   Biên độ dao động trong dao động điều hòa - vật lý 12   Tần số góc của dao động điều hòa - vật lý 12   Hệ thức vuông pha giữa các đại lượng   Hệ thức độc lập theo thời gian - vận tốc trong dao động điều hòa - vật lý 12   Xác định pha ban đầu của chất điểm trong dao động điều hòa - vật lý 12   Mối liên hệ giữa động năng và thế năng - Vật lý 12   Động năng của con lắc lò xo - vật lý 12   Thế năng của con lắc lò xo - vật lý 12   Công thức tính cơ năng của con lắc lò xo - vật lý 12   Phương trình dao động của con lắc lò xo - vật lý 12   Lực phục hồi của dao động điều hòa - vật lý 12   Động năng của dao động điều hòa - vật lý 12   Thế năng của dao động điều hòa - vật lý 12   Tỉ số động năng và thế năng trong dao động điều hòa - vật lý 12   Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn li độ,lực phục hồi, thế năng vượt quá u - vật lý 12   Li độ, vận tốc của dao động điều hòa sau khoảng thời gian - vật lý 12   Biên độ, tần số góc con lắc lò xo sau va chạm mềm - vật lý 12   Phương trình vận tốc của con lắc lò xo - vật lý 12   Vận tốc của con lắc lò xo - vật lý 12   Li độ của vật trong con lắc lò xo - vật lý 12
Advertisement

Học IELTS Miễn Phí

Advertisement


Tin Tức Liên Quan

Doanh thu từ quảng cáo giúp chúng mình duy trì nội dung chất lượng cho website

  Cách tắt chặn quảng cáo  

Tôi không muốn hỗ trợ (Đóng) - :(

Bạn hãy tắt trình chặn quảng cáo
Loading…