Một vật dao động điều hoà, tại một thời điểm ({t_1}) vật có động năng bằng (dfrac{1}{3}) thế năng và động năng đang giảm dần thì (0,5s) ngay sau đó động năng lại gấp (3) lần thế năng. Tại thời điểm ({t_2} = {t_1} + Delta t) thì động năng của vật có giá trị cực đại. Giá trị nhỏ nhất của (Delta t) là
Phương pháp giải:
Cơ năng: (W = {W_d} + {W_t} Leftrightarrow dfrac{1}{2}m{v^2} + dfrac{1}{2}m{omega ^2}{x^2} = dfrac{1}{2}m{omega ^2}{A^2})
Sử dụng VTLG và công thức (Delta t = dfrac{alpha }{omega } = alpha .dfrac{T}{{2pi }})
Giải chi tiết:
+ Khi ({W_d} = dfrac{1}{3}{W_t} Rightarrow W = dfrac{4}{3}{W_t})
( Leftrightarrow dfrac{4}{3}m{omega ^2}{x^2} = m{omega ^2}{A^2} Rightarrow x = pm dfrac{{Asqrt 3 }}{2})
Động năng đang giảm dần, tức là vật đang di chuyển về vị trí biên.
( Rightarrow x = dfrac{{Asqrt 3 }}{2}) theo chiều dương hoặc (x = - dfrac{{Asqrt 3 }}{2})theo chiều âm.
+ Khi ({W_d} = 3{W_t} Rightarrow W = 4{W_t})
( Leftrightarrow 4m{omega ^2}{x^2} = m{omega ^2}{A^2} Rightarrow x = pm dfrac{A}{2})
Biểu diễn trên VTLG hai vị trị trên như hình vẽ:
Từ VTLG ta xác định được:
(0,5s = dfrac{pi }{2}.dfrac{T}{{2pi }} = dfrac{T}{4} Rightarrow T = 2s)
Thời gian vật có động năng cực đại từ thời điểm ({t_1}) là:
(Delta t = alpha .dfrac{T}{{2pi }} = left( {dfrac{pi }{2} + dfrac{pi }{6}} right).dfrac{2}{{2pi }} = dfrac{2}{3}s)
Chọn C.