Bài 2 trang 21 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo

Bài 2 trang 21 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo: Một chất điểm dao động điều hoà với biên độ 4 cm, tần số 1 Hz. Tại thời điểm ban đầu, vật ở vị trí biên âm. Hãy xác định vận tốc và gia tốc của vật tại thời điểm t = 1s.

Giải bài 2 trang 21 SGK Vật lí 11 Chân trời sáng tạo:

• Phương trình li độ của vật dao động điều hòa có dạng:

 x = Acos(ωt + φ₀)

• Đề cho: A = 4(cm); f = 1(Hz)

• Theo bài ra, ta có:

 f = 1(Hz) ⇒ ω = 2πf = 2π(rad/s)

• Tại thời điểm ban đầu vật ở vị trí biên âm tức A = -4(cm) khi t = 0

⇒ Pha ban đầu của dao động là: φ₀ = π

• Phương trình dao động của vật là:

 x = 4cos(2πt+π) (cm)

• Vận tốc của vật tại thời điểm t = 1s là:

 v = −ωAsin(ωt+φ₀) = −2π.4.sin(2π+π)=0

• Gia tốc của vật tại thời điểm t = 1s là:

 a = −ω².4cos(2πt+π) = −(2π)2.4cos(2π+π) = 16π²(cm²/s)