Câu hỏi:

05/12/2025 8 Lưu

Một dao động điều hòa có phương trình dao động là \(x\left( t \right) = 4\cos \left( {\frac{\pi }{4}t - \frac{\pi }{6}} \right)\), trong đó \(t > 0\) là thời gian dao động và được tính bằng giây; \(x\left( t \right)\) là li độ của dao động và được tính bằng centimet. Tại thời điểm lần đầu tiên vât đạt vận tốc bằng \(\frac{\pi }{2}\) (cm/s) thì gia tốc của vật bằng bao nhiêu?

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Vận tốc tức thời của vật là \(v\left( t \right) = x'\left( t \right) = - \pi \sin \left( {\frac{\pi }{4}t - \frac{\pi }{6}} \right)\) (cm/s).

Gia tốc tức thời của vật là \(a\left( t \right) = x''\left( t \right) = - \frac{{{\pi ^2}}}{4}\cos \left( {\frac{\pi }{4}t - \frac{\pi }{6}} \right)\) (cm/s2).

Ta có \(v\left( t \right) = \frac{\pi }{2}\left( {{\rm{cm/s}}} \right)\)\( \Leftrightarrow \sin \left( {\frac{\pi }{4}t - \frac{\pi }{6}} \right) = - \frac{1}{2} \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}t = 8k\\t = \frac{{16}}{3} + 8k\end{array} \right.,k \in \mathbb{Z}\).

Với \(t = 8k\). Do \(t > 0 \Rightarrow 8k > 0 \Rightarrow k > 0\).

\(k \in \mathbb{Z} \Rightarrow k \ge 1 \Rightarrow t \ge 8\) (1).

Với \(t = \frac{{16}}{3} + 8k\). Do \(t > 0 \Rightarrow \frac{{16}}{3} + 8k > 0 \Rightarrow k > - \frac{2}{3}\).

\(k \in \mathbb{Z} \Rightarrow k \ge 0 \Rightarrow t \ge \frac{{16}}{3}\) (2).

Từ (1) và (2) suy ra lần đầu tiên vật đạt vận tốc \(\frac{\pi }{2}\left( {{\rm{cm/s}}} \right)\) tại thời điểm \(t = \frac{{16}}{3}\) (giây).

Suy ra \(a\left( {\frac{{16}}{3}} \right) = \frac{{{\pi ^2}\sqrt 3 }}{8}\left( {{\rm{cm/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}} \right)\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

A. \(f'\left( 2 \right) = 3\). 
B. \(f\left( x \right) = 2\). 
C. \(f\left( x \right) = 3\).                           
D. \(f'\left( 3 \right) = 2\).

Lời giải

\(f'\left( 3 \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{f\left( x \right) - f\left( 3 \right)}}{{x - 3}} = 2\). Chọn D.

Câu 2

a) \(f'\left( x \right) = 3{x^2} - 6x\).
Đúng
Sai
b) Phương trình \({\left[ {f\left( x \right) \cdot g\left( x \right)} \right]^\prime } = 0\) có tập nghiệm \(T = \left\{ {0;2} \right\}\).
Đúng
Sai
c) Hệ số góc của tiếp tuyến với đồ thị \(\left( {{C_2}} \right)\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 1\) bằng \( - 1\).
Đúng
Sai
d) Tiếp tuyến của đồ thị \(\left( {{C_1}} \right)\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 1\) có phương trình là \(y = - 3x + 2\).
Đúng
Sai

Lời giải

a) \(y' = f'\left( x \right) = 3{x^2} - 6x\).

b) Có \({\left[ {f\left( x \right) \cdot g\left( x \right)} \right]^\prime }\)\( = {\left[ {\left( {{x^3} - 3{x^2} + 1} \right)\left( {1 - 2x} \right)} \right]^\prime }\)\( = \left( {3{x^2} - 6x} \right)\left( {1 - 2x} \right) - 2\left( {{x^3} - 3{x^2} + 1} \right)\)

\( = - 8{x^3} + 21{x^2} - 6x - 2\).

Khi đó \({\left[ {f\left( x \right) \cdot g\left( x \right)} \right]^\prime } = 0\)\( \Leftrightarrow - 8{x^3} + 21{x^2} - 6x - 2 = 0\).

Thay lần lượt \(x = 0;x = 2\) vào phương trình ta thấy không thỏa mãn.

Vậy \(T = \left\{ {0;2} \right\}\) không là tập nghiệm của phương trình\({\left[ {f\left( x \right) \cdot g\left( x \right)} \right]^\prime } = 0\).

c) Có \(y' = g'\left( x \right) = - 2\).

Hệ số góc của tiếp tuyến với đồ thị \(\left( {{C_2}} \right)\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 1\) bằng \( - 2\).

d) Hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị \(\left( {{C_1}} \right)\) tại điểm có hoành độ \({x_0} = 1\)\(f'\left( 1 \right) = 3 \cdot {1^2} - 6 \cdot 1 = - 3\).

Với \({x_0} = 1\) thì \({y_0} = - 1\).

Phương trình tiếp tuyến cần tìm là \(y = - 3\left( {x - 1} \right) - 1 = - 3x + 2\).

Đáp án: a) Đúng;      b) Sai;      c) Sai;       d) Đúng.

Câu 3

A. \(y' = \frac{2}{x}\).      
B. \(y' = \frac{{2\ln x}}{x}\).                                  
C. \(y' = \frac{{\ln x}}{x}\).                                  
D. \(y' = 2\ln x\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 4

A. \(12\).                            
B. \(24\).                            
C. \( - 12\).                                        
D. \( - 24\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 5

A. \(4\;{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).                    
B. \(1\;{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).                             
C. \(3\;{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).                             
D. \(2\;{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Câu 6

a) Vận tốc tức thời của vật tại thời điểm \(t\) giây được tính theo công thức \(V\left( t \right) = gt\left( {{\rm{m/s}}} \right)\).
Đúng
Sai
b) Thời gian từ khi vật được thả đến khi vật chạm đất là 5 giây (làm tròn đến hàng đơn vị giây).
Đúng
Sai
c) Vận tốc của vật tại thời điểm chạm đất bằng 54 m/s (làm tròn đến hàng đơn vị m/s).
Đúng
Sai
d) Gia tốc tức thời của vật tại thời điểm \(t\) giây \(a = g\;\left( {{\rm{m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}} \right)\).
Đúng
Sai

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP