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:
初速,振幅,位移
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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。
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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。
