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一质点沿x轴作简谐振动,其运动方程为x=0.4cos3π﹙t+1/6﹚式中x和t的单位分别是m和s,求1)振幅、周期和角频率2)初相位、初位移和初速度3)t=1.5s时的位移、速度和加速度

题目详情
一质点沿x轴作简谐振动,其运动方程为x=0.4cos3π﹙t+1/6﹚
式中x和t的单位分别是m和s,求
1)振幅、周期和角频率
2)初相位、初位移和初速度
3)t=1.5s时的位移、速度和加速度
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答案和解析
1)从所给运动方程可看出,运动方程可写成 X=0.4* cos[ 3π t+( π / 2) ] 米
振幅是 A=0.4 米
角频率是 ω=3π 弧度 / 秒
由 ω=2π / T 得 周期是 T=(2 / 3)秒
  2)对于余弦函数形式表示的振动方程,初相位是 Φ=π / 2
将 t=0 代入振动方程,得初位移是 X0=0
由于速度是 V=dX / dt=-1.2π * sin[ 3π t+(π / 2) ]
所以初速度是 V0=-1.2π  m/s
  3)当 t=1.5 秒 时,
位移是 X1=0.4 * cos[ 3π * 1.5+( π / 2) ]=-0.4 米
速度是 V1=-1.2π * sin[ 3π * 1.5+(π / 2) ]=0
加速度 a=dV / dt=-3.6 * π^2 * cos[ 3π t+( π / 2) ]
所以在 t=1.5秒时的加速度是
a1=-3.6 * π^2 * cos[ 3π * 1.5+( π / 2) ]=3.6 * π^2=35.53 m/s^2
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