1.1. Vận tốc của vật dao động điều hòa
1.1.1. Phương trình của vận tốc
\(v = – \omega A\sin (\omega t + \varphi )\)
Vận tốc của vật dao động điều hòa cũng biến thiên tuần hoàn theo quy luật hàm sin (cosin) cùng chu kì T của li độ
Độ lớn của vận tốc
\(\left| v \right| = \omega A\sqrt {1 – {{\cos }^2}(\omega t + \varphi )} \)
Thay \(\cos (\omega t + \varphi ) = \frac{x}{A}\) ta được
\(v = \pm \omega \sqrt {{A^2} – {x^2}} \)
– Khi vật ở VTCB thì \(v = \pm \omega A\)
– Khi vật ở vị trí biên thì \(v = 0\)
1.1.2. Đồ thị của vận tốc
Hình 3.1. Đồ thị ( v – t ) của một vật dao động điều hòa ( \(\varphi = 0\) )
Hình 3.1 là đồ thị vận tốc của một dao động điều hòa với \(\varphi = 0\). Nó cũng là một đường hình sin.
1.2. Gia tốc của vật dao động điều hòa
1.2.1. Phương trình của gia tốc
\(a = – {\omega ^2}A\cos (\omega t + \varphi )\)
Thay \(x = A\cos (\omega t + \varphi )\) ta được
\(a = – {\omega ^2}x\)
– Khi vật ở VTCB \(a = 0\)
– Khi vật ở vị trí biên \(a = \pm {\omega ^2}A\)
1.2.2. Đồ thị của gia tốc
Hình 3.2. Đồ thị ( a – t ) của một vật dao động điều hòa ( \(\varphi = 0\) )
Hình 3.2 là đồ thị gia tốc của một dao động điều hòa với \(\varphi = 0\). Nó cũng là một đường hình sin như li độ và vận tốc.
– Phương trình của vận tốc và gia tốc của một vật dao động điều hòa có li độ là \(x = A\cos (\omega t + \varphi )\): \(v = – \omega A\sin (\omega t + \varphi )\) \(a = – {\omega ^2}A\cos (\omega t + \varphi )\) – Đồ thị của vận tốc, gia tốc theo thời gian là một đường hình sin. Vận tốc của một vật dao động sớm pha \(\frac{\pi }{2}\) so với li độ, còn gia tốc của vật dao động ngược pha so với li độ. – Vectơ gia tốc luôn hướng về vị trí cân bằng và có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ. – Tại vị trí biên, vận tốc của vật bằng 0, còn gia tốc của vật có độ lớn cực đại. Tại vị trí cân bằng, gia tốc của vật bằng 0 còn vận tốc của vật có độ lớn cực đại. |