Câu hỏi
Câu 2 :Một vật dao động điều hòa với phương trình x=Acos(omega t+varphi ) . Chọn hệ thức đúng liên hệ giữa x, A, V , a của vật? A v^2=omega ^2(x^2-A^2) B v^2=omega ^2(A^2-x^2) C x^2=A^2+v^2/omega ^2 D x^2=v^2+x^2/omega ^2
Giải pháp
4.4
(303 Phiếu)
Thảo Mai
người xuất sắc · Hướng dẫn 8 năm
Trả lời
B. \(v^2 = \omega^2(A^2 - x^2)\)
Giải thích
Để tìm hệ thức đúng liên hệ giữa x, A, v, ω trong dao động điều hòa, ta cần phân tích từng phương án:1. Phương trình dao động điều hòa của vật là \(x = A \cos(\omega t + \varphi)\).2. Vận tốc của vật trong dao động điều hòa được tính bằng đạo hàm của x theo thời gian t, tức là
.3. Khi đạo hàm \(x = A \cos(\omega t + \varphi)\), ta được \(v = -A\omega \sin(\omega t + \varphi)\).4. Bình phương vận tốc, ta có \(v^2 = A^2\omega^2 \sin^2(\omega t + \varphi)\).5. Sử dụng hệ thức lượng giác, \(\sin^2(\omega t + \varphi) = 1 - \cos^2(\omega t + \varphi)\), và thay \(\cos(\omega t + \varphi) = \frac{x}{A}\), ta có \(\sin^2(\omega t + \varphi) = 1 - \left(\frac{x}{A}\right)^2\).6. Thay vào biểu thức của
, ta được \(v^2 = A^2\omega^2 \left(1 - \left(\frac{x}{A}\right)^2\right)\).7. Đơn giản hóa, ta có \(v^2 = \omega^2(A^2 - x^2)\).So sánh với các phương án đưa ra, ta thấy phương án B phản ánh chính xác hệ thức này.