Giả sử cần lập phương trình dao động điều hòa có dạng x = Acos(ωt + φ). Để viết phương trình dao động chúng ta cần tìm ba đại lượng A, ω, φ.
Chú ý:
* Với thể loại bài toán lập phương trình thì chúng ta cần xác định gốc thời gian (t = 0), nếu đề bài không yêu cầu thì để cho đơn giản hóa bài toán chúng ta chọn gốc thời gian lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều dương.
* Khi thả nhẹ để vật dao động điều hòa thì ta hiểu là vận tốc ban đầu vo = 0, còn nếu cho vận tốc ban đầu vo 0 thì chúng ta áp dụng hệ thức liên hệ để tìm các thông số khác.
VD: Một vật dao động điều hòa với biên độ A =4cm và T = 2s. Chọn gốc thời gian là lúc vật qua VTCB theo chiều dương của quỹ đạo. Phương trình dao động của vật là :
HD : w = 2πf = π. và A = 4cm
t =0 : x0 = 0, v0 > 0 : {0=cosφv0=−Aωsinφ>0 nên {φ=±π2sinφ<0 chọn φ = - π/2 suy ra x = 4cos(2πt - π/2)cm.
Vật dao động điều hòa có phương trình: x=Acos(ωt+φ)(cm)
Trong đó A là biên độ dao động, ω là tần số góc và φ là pha ban đầu
Mà A=12cm,φ=π4,ω=πrad/s nên phương trình dao động có dạng: x=12cos(πt+π4)(cm)
Phương trình dao động của vật: x=4sin(2πt+π6)(cm)
Phương trình biểu diễn gia tốc của chất điểm khi đó là: a=x″=−w2x=−16π2sin(2πt+π6)(cm/s)
Ta có phương trình dao động của chất điểm: x=Asin(ωt)(cm)
Tại thời điểm t=0 thì x=A.sin0=0 và vận tốc v=Aω.cos0 = Aω0
Tại thời điểm t = 0 vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương
Phương trình biểu diễn một vật dao động điều hòa có dạng: x=Acos(ωt+φ)
⇒v=−Aωsin(ωt+φ)=Aωcos(ωt+φ+π2)
Đối chiếu phương trình bài cho ta được: {Aω=4πφ+π2=0 ⇒{A=2cmφ=−π2
Tại thời điểm t = 0 ta có ⇒{x0=2cos(2π.0+π2)=0v0=4πcos(2π.0)=4π
Gốc thời gian được chọn khi vật ở x=0,v=4π
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x=Acos(ωt+φ)(cm)
Phương trình biểu diễn gia tốc tốc chất điểm khi đó là: a=x″=−Aω2cos(ωt+φ)(cm/s2)
Vì v=x′ nên x=∫v=∫ωAcos(ωt)dt = A.sin(ωt)
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x=Acos(ωt+φ)(cm)
Phương trình biểu diễn gia tốc khi đó là: a=x″=−Aω2cos(ωt+φ)(cm/s2)=-ω2x
Khi vật ở vị trí biên thì x=±A gia tốc chất điểm khi đó là: a=±ω2A(cm/s2)
Độ lớn của gia tốc ω2A
Vật dao động điều hòa có phương trình: x=Acos(ωt+φ)(cm)
Trong đó A là biên độ dao động, ω là tần số góc và φ là pha ban đầu
Mà A=5cm,φ=0 nên phương trình dao động có dạng: x=5cos(ωt)(cm)
Vật dao động điều hòa có phương trình: x=Acos(ωt+φ)(cm)
Trong đó A là biên độ dao động, ω là tần số góc và φ là pha ban đầu
Mà A=2cm,φ=π6,ω=10rad/s nên phương trình dao động có dạng: x=2cos(10t+π6)(cm)
Cách 1: Phương trình dao động của vật: x=6sin(2πt)(cm)
Phương trình biểu diễn vận tốc khi đó là: v=x′=12πcos(2πt)(cm/s)
Cách 2:
Phương trình dao động của vật: x=6sin(2πt)=6cos(2πt−π2)
Phương trình biểu diễn vận tốc khi đó là:
v=x′=−6.2π.sin(2πt−π2)=−12πsin(2πt−π2)=12πsin(−12πt+π2)=12πcos(12πt)
Một chất điểm dao động điều hòa trên trục Ox có phương trình x=Acos(ωt+φ)(cm)
Phương trình biểu diễn vận tốc khi đó là: v=x′=−Aωsin(ωt+φ)(cm/s)