บทที่ 8 · การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย
Problem 8.7
หัวข้อ: การเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย (Simple Harmonic Motion ; SHM)
อนุภาคเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย ที่การกระจัดเท่ากับ 0.20 m มีความเร็ว เท่ากับ 0.40 m/s ที่การกระจัดเท่ากับ 0.40 m มีความเร็วเท่ากับ 0.20 m/s ที่ การกระจัดเท่ากับ 0.30 m อนุภาคดังกล่าวจะมีความเร็วขนาดเท่าใด?
คำตอบ
\(v = 0.33 m/s \;\blacksquare\)
\(v = 0.33 m/s \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จาก \(v = ω_{0}\sqrt{A^{2} - x^{2}}\)
\(v^{2} = \omega _{0}^{2}(A^{2} - x^{2})\)
จะได้ \(0.40^{2} = ω_{0}^{2}(A^{2} - 0.20^{2})\)
และ \(0.20^{2} = ω_{0}^{2}(A^{2} - 0.40^{2})\)
\(\therefore \frac{0.40^{2}}{0.20^{2}}=\frac{A^{2} - 0.20^{2}}{A^{2} - 0.40^{2}}\)
\(0.16A^{2} - 0.0256 = 0.040A^{2} - 0.0016\)
\(A^{2} = 0.20 m^{2}\)
\(\therefore 0.40^{2} = \omega _{0}^{2}(0.20 - 0.20^{2})\)
\(\omega _{0}^{2} = 1.0\)
\(|\omega _{0}| = 1.0 rad/s\)
จาก \(v = ω_{0}\sqrt{A^{2} - x^{2}}\)
\(v = (1.0 rad/s)\sqrt{(0.20 m^{2}) - (0.30 m)^{2}}\)
\(v = 0.33 m/s \;\blacksquare\)