一质量为10g的物体做简谐运动 其振幅为2cm 频率为4Hz。当t=0时 位移为-2cm 初速度为零。求:

大学 初速,振幅,位移 已帮助 人

一质量为10g的物体做简谐运动,其振幅为2cm,频率为4Hz。当t=0时,位移为-2cm,初速度为零。求:

(1)振动表达式

(2)t=(1/4)s时物体所受的作用力。

热搜:质量为m的物体a在水平力F的作用下,恰好沿竖直

答案解析

难度★★☆ 搜索
  • 设振动表达式为  x=Acos(ωt+ψ)
       由初始条件可知,当t=0时,初速度v0=0,初位移x0=-0.02m=-A,故此简谐运动的初相为    ψ=π
       已知简谐运动的频率ν=4Hz,故角频率为    ω=2πν=2π×4=8π(rad/s)
       此振动表达式为    x=0.02cos(8πt+π)(SI)$根据牛顿第二定律,质点所受的力为    F=ma=-mω2x
       式中,m=10g。
       当t=1/4时,物体所受的作用力为
       F=-10×10-3×(8π)2×2×10-2cos(8π×1/4+π)=0.13(N)
       方向沿x轴正方向或指向平衡位置。