Một chất điểm dao động điều hoà theo phương trình \(x = 5\cos 4\pi t\) (với t đo bằng giây). Trong khoảng thời gian \(\dfrac{7}{3}\,\,\left( s \right)\), quãng đường nhỏ nhất mà vật có thể đi được là: A.42,5 cm B.48,66 cm C.95 cm D.91,34 cm
Phương pháp giải: Chu kì của dao động: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega }\) Quãng đường nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian \(t > \dfrac{T}{2}\): \({S_{\min }} = m.2A + 2A\left( {1 - \cos \dfrac{{\Delta \varphi }}{2}} \right)\) với \(t = m.\dfrac{T}{2} + \Delta t\) Góc quay của vecto quay trong thời gian \(\Delta t:\Delta \varphi = \omega .\Delta t = \dfrac{{2\pi }}{T}.\Delta t\) Giải chi tiết:Chu kì dao động của vật là: \(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega } = \dfrac{{2\pi }}{{4\pi }} = 0,5\,\,\left( s \right)\) Ta có: \(t = \dfrac{7}{3}\left( s \right) = 9.\dfrac{T}{2} + \dfrac{1}{{12}}\left( s \right)\) Trong khoảng thời gian \(\dfrac{1}{3}\left( s \right)\), vecto quay được góc: \(\Delta \varphi = \omega .\Delta t = 4\pi .\dfrac{1}{{12}} = \dfrac{\pi }{3}\,\,\left( {rad} \right)\) Quãng đường nhỏ nhất vật đi được trong khoảng thời gian \(\dfrac{7}{3}\,\,\left( s \right)\) là: \({S_{\min }} = m.2A + 2A\left( {1 - \cos \dfrac{{\Delta \varphi }}{2}} \right) = 9.2.5 + 2.5.\left( {1 - \cos \dfrac{\pi }{6}} \right) = 91,34\,\,\left( {cm} \right)\) Chọn D.