Question

Частица совершает гармонические колебания вдоль оси х около положения равновесия. Циклическая частота колебаний w = 4,0 рад/с. Определите, в какой момент времени после прохождения положения равновесия частица будет иметь координату х = 25 см и скорость vx = 100 см/с.

Answer 1

Если смещение X задается уравнением
X=Asin(ωt+α), (1)
то скорость
Vx=∨ = Aωcos(ωt+α) (2)
Разделим уравнение (1) на A, 
а уравнение (2) на Aω, возведем в квадрат и получим, используя основное тригонометрическое тождество:
(X/A)² + (v/Aω)²=1.
Поэтому  амплитуда
 
A=√X²+(v/ω)²=√25²+(100/4)²=25√2 см

 Так как в условии задачи  рассматривается момент времени, начиная
от положения равновесия, то можно принять 
α=0
Поэтому, используя уравнение (1), получим
X/A =1/√2=√2/2, а
ωt=π/4,
следовательно,
t=π/(4ω)=π/(4×4)=π/16≈0,2