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xに従う単純な高調波運動における粒子の最小加速度は何ですか?

式x =a cos(2t)で記述された単純な高調波運動における粒子の最小加速度を決定する方法は次のとおりです。

1。方程式を理解する

* x: 粒子の平衡位置からの変位。

* a: 振動の振幅(最大変位)。

* ω: 角周波数(この場合は2)。

* t: 時間。

2。加速度方程式を見つけます

単純な高調波運動の加速度は、次のように与えられます。

* a(t)=-ω²x(t)

*これは、加速が変位の負に比例することを意味します。

指定された方程式をx(t)に置き換えます。

* a(t)=-ω² * cos(2t)

3。最小加速度を決定します

* コサインの最大: コサイン関数は-1〜1の間で振動します。その最大値は1です。

* 最小加速: 最小加速度は、コサイン関数が最大値にある場合に発生します(1)。

したがって、最小加速度は次のとおりです。

* a_min =-ω²a * 1 =-ω²a

4。 ωの値を置き換えます

この場合、ω=2なので、最小加速度は次のとおりです。

* a_min =- (2)²a=-4a

結論

x =a cos(2t)によって記述された単純な高調波運動における粒子の最小加速度は -4a 。負の記号は、変位が最大の場合、加速が変位の反対方向にあることを示します。

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