Tải Lại Trang

Vận tốc của chất điểm trọng dao động điều hòa 

Vận tốc vật. Vận tốc chất điểm trong dao động điều hòa. Dao động điều hòa. Phương trình vận tốc trong dao động điều hòa


Làm bài tập

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Vận tốc của chất điểm trọng dao động điều hòa

v

Đơn vị tính: cm/s hoặc m/s

Các bài giảng liên quan Vận tốc của chất điểm trọng dao động điều hòa

Tổng quan về dao động điều hòa.

118338   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

618256   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.

818252   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 dao động để thỏa một điều kiện cho trước

1418255   05/07/2021

Video hướng dẫn cách giải bài toán tìm thời gian để thỏa một điều kiện cho trước. Có bài tập ví dụ kèm công thức.

Thời gian vượt quá - Thời gian không vượt quá

1718210   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

1918222   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


v=ωAcosωt+φ+π2

Khái niệm:

Vận tốc là đạo hàm của li độ theo thời gian:

v=x'=Acos(ωt+φ)'=-ωAsin(ωt+φ)=ωAcosωt+φ+π2

Chú thích: 

v: Vận tốc của chất điểm tại thời điểm t (cm/s, m/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 chất điểm tại thời điểm t=0 (rad)

t: Thời gian (s)

 

Đồ thị:

Đồ thị vận tốc theo thời gian là đường hình sin.

Đồ thị vận tốc theo li độ là hình elip.

 

Liên hệ pha:

Vận tốc sớm pha π2 so với li độ x  Li độ x chậm (trễ) pha π2 so với vận tốc.

Gia tốc sớm pha π2 so với vận tốc  Vận tốc chậm (trễ) pha π2 so với gia tốc.

 


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

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

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 vận tốc.

t=42ωarccosWđ1W dùng cho động năng 

Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc, động năng  không vượt quá u trong 1 chu kì

v=vmaxsinωt+φWđ=Wsin2ωt+φ

Công thức 

t=4ωarccosgiá tr điu kin  ugiá tr cc đi dùng cho vận tốc.

t=42ωarccosWđ1W dùng cho động năng 

Khi đó vật đi từ vị trí u đến vị trí biên.Các khoảng thời gian này vật đối xứng qua Biên . Khi xét thêm chiều ta lấy khoảng thời gain đó chia cho 2


Xem thêm

t=4ωarcsingiá tr điu kin  ugiá tr cc đi dùng cho vận tốc.

t=42ωarcsinWđ1W dùng cho động năng 

Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn vận tốc, động năng  vượt quá u trong 1 chu kì

v=vmaxsinωt+φWđ=Wsin2ωt+φ

Công thức 

t=4ωarcsingiá tr điu kin  ugiá tr cc đi dùng cho vận tốc.

t=42ωarcsinWđ1W dùng cho động năng 

Khi đó vật đi từ vị trí u đến vị trí VTCB.Các khoảng thời gian này vật đối xứng qua VTCB . Khi xét thêm chiều ta lấy khoảng thời gian đó 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

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

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

 

t =-φ+π2±arccosvAωT2π+k1T    ;k1Z 

v=Aωcosωt+φ+π2

Thời điểm vật có vận tốc v:

t =-φ+π2±arccosvAωT2π+k1T    ;k1Z 


Xem thêm

Biến số liên quan


v

Đơn vị tính: cm/s hoặc m/s


Xem thêm

φ

Khái niệm: 

Pha ban đầu cho biết vị trí ban đầu của chất điểm trong dao động điều hòa (ở thời điểm t=0).

 

Đơn vị tính: (rad)

 

Các vị trí đặc biệt trong dao động điều hòa:


Xem thêm

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

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 109 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

Xác định tốc độ của chất điểm khi biết phương trình dao động.

Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox theo phương trình x=5cos(4πt) trong đó x tính bằng (cm) và t tính bằng (s). Tại thời điểm t = 5s vận tốc của chất điểm 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
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!


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…