Question
A mass m is suspended from a spring of spring constant
k and oscillates with amplitude A. The maximum velocity during oscillation is:Solution
Rationale: The motion of a mass-spring system undergoing simple harmonic motion (SHM) is described by the equation x(t) = Acos ( ╧Йt +┬а ╧Ж),┬а┬а where x(t) is the displacement from the equilibrium position, A is the amplitude, ╧Й is the angular frequency, and ╧Х is the phase constant. The velocity of the mass is the first derivative of the displacement with respect to time: The maximum value of the velocity occurs when тИг sin(╧Йt + ╧Х) тИг is maximum, which is 1. Therefore, the magnitude of the maximum velocity (vmaxтАЛ) is:
Therefore, the correct answer is option (d).
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдореЗрдВ рд╕реЗ рдЕрд╕рдВрдЧрдд рд╡рд┐рд▓реЛрдорд╛рд░реНрдереА рд╢рдмреНрдж-рдпреБрдЧреНрдо рд╣реИ :
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рд╢рдмреНрджреЛрдВ рдореЗрдВ рд╕реЗ 'рдЖрднреНрдпрдВрддрд░' рдХрд╛ рд╡рд┐рд▓реЛрдо рдмрддрд╛рдЗрдП :
рдкреНрд░рдорд╛рдгрд┐рдХрд░рдгтАЩ рд╢рдмреНрдж рдХрд╛ рдЕрд░реНрде рдХрд┐рд╕ рдЕрдВрдЧреНрд░реЗрдЬреА рдкрд╛рд░рд┐рднрд╛рд╖рд┐рдХ рд╢рдмреНрдж...
' рдПрдХ рдореБрдБрд╣ рджреЛ рдмрд╛рдд ' рд▓реЛрдХреЛрдХреНрддрд┐ рдХрд╛ рд╕рд╣реА рдЕрд░реНрде рдХреНрдпрд╛ рд╣реИ ?
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдкреНрд░рд╢реНрди рдореЗрдВ рд╡рд┐рд╖рдо рд╢рдмреНрдж рдХрд╛ рдЪрдпрди рдХрд░реЗ ?
' рд╡рд┐рджреНрдпрд╛рдЧреГрд╣ ' рдореЗрдВ рдХреМрди рд╕рд╛ рд╕рдорд╛рд╕ рд╣реИ ?
рдирд┐рдореНрдирд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдкреНрд░рд╢реНрди рдореЗрдВ рд╡рд┐рд╖рдо рд╢рдмреНрдж рдХрд╛ рдЪрдпрди рдХрд░реЗ?┬а
рдЕрдЪреНрдЫреЗ рдкрддреНрд░ рдореЗрдВ рдЕрдзреЛрд▓рд┐рдЦрд┐рдд рдЧреБрдг рд╣реЛрдиреЗ рдЖрд╡рд╢реНрдпрдХ рд╣реИред
(A) рдЙтАМрджреНрджреЗрд╢реНя┐╜...
рджрд┐рдП рдЧрдП рд╡рд╛рдХреНрдп рдореЗрдВ рдХрд╛рд▓реЗ рд╢рдмреНрдж рдХрд╛ рддрддреНрд╕рдо рд╢рдмреНрдж рдЬреНрдЮрд╛рдд рдХреАрдЬрд┐рдПред
рд╣...
' рджреЗрд╢реА рдореБрд░реНрдЧреА рд╡рд┐рд▓рд╛рдпрддреА рдмреЛрд▓ ' рдХрд╣рд╛рд╡рдд/рд▓реЛрдХреЛрдХреНрддрд┐ рдХрд╛ рд╕рд╣реА рдЕрд░реНрде рджрд┐рдП я┐╜...