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[Risolto] Esercizio moto armonico di una particella

  

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Una particella che si muove lungo l'asse $x$ di moto armonico semplice parte dalla posizione di equilibrio, corrispondente all'origine, nell'istante $t=0$ e si muove inizialmente nel verso delle ascisse positive. L'ampiezza del moto è $0,50 \mathrm{~m}$ e la frequenza è $2,5 \mathrm{~Hz}$. Dopo avere scritto le funzioni che esprimono la posizione $x(t)$ della particella al tempo $t$ (dove $x$ è misurato in $\mathrm{m}$ e $t$ in $\mathrm{s}$ ), la componente $v(t)$ della velocità lungo l'asse $x$ e la componente $a(t)$ dell'accelerazione lungo l'asse $x$, determina:

a. il valore massimo del modulo della velocità e il valore massimo del modulo dell'accelerazione;

b. in quali posizioni il modulo della velocità della particella risulta uguale alla metà del suo valore massimo.

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x(t) = A sin (wt + f) = 0.50 sin (2 pi *2.5 t + 0) = 1/2 sin (5 pi t)

v(t) = dx/dt = 5 pi/2 cos (5 pi t)

a(t) = dv/dt = -25 pi^2/2 sin (5 pi t)

 

a)

 

|v|max = 5/2 pi m/s = 7.854 m/s

|a|max = 25/2 pi^2 m/s^2 = 123.37 m/s^2

 

b)

| 5 pi/2 cos (5 pi t) | = 5/4 pi

cos (5pi t) = +- 1/2

cos^2 (5 pi t ) = 1/4

sin^2 (5 pi t ) = 3/4

sin (5 pi t ) = +- rad(3)/2

 

x* = 1/2 sin (5 pi t) = +- 1/2 * rad(3)/2 = +- rad(3)/4 = +- 0.433 m.

 

 



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SOS Matematica

4.6
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