Trong `5` chu kì vật đi qua thời điểm vận tốc có độ lớn `5\pi(cm//s)` là `20` lần.

`=>1` lần vật đi trong: `\Delta t=T/12+T/6=T/4`

`=>` Kể từ `t=0` thời điểm vận tốc của vật có độ lớn `5\pi(cm//s)` lần thứ `21` là:

            `t=T/4+5T=10,5(s)`.

Lần thứ nhất vật đi qua VTCB là: `t_1 =T/4 -T/6+T/4=T/3(s)`

`=>` Vật đi qua VTCB lần thứ `5` là: `t_5=T/3+[5-1]/2=[7T]/3=7/3(s)`.

Để tính quãng đường đi được, ta sử dụng công thức sau:

Quãng đường đi được = |x(t2) - x(t1)|

Với t2 = 13/6 s và t1 = 0, ta có:

x(t2) = 10cos(2π(13/6) - π/3) cm x(t1) = 10cos(2π(0) - π/3) cm

Thay vào công thức, ta tính được quãng đường đi được.

Để tính thời điểm vật đi qua vị trí M, ta sử dụng công thức sau:

t = (1/10π)arccos((x - 10)/20) - π/6

Thay vào công thức, ta tính được thời điểm vật đi qua vị trí M lần thứ 2023.

Vậy, ta đã giải được bài toán.

Chọn C

Ta có: \(x=10cos\left(5\pi\cdot\dfrac{1}{15}+\dfrac{\pi}{3}\right)=-5\\ v=x'=-50\pi sin\left(5\pi\cdot\dfrac{1}{15}+\dfrac{\pi}{3}\right)=-25\pi\sqrt{3}\)

\(T=\dfrac{2\pi}{w}=\dfrac{2\pi}{\pi}=2\left(s\right)\)

Trong 1 nửa chu kì, vật di chuyển được quãng đường là \(2\cdot10=20\left(cm\right)\)

Vật khi đó phải đi từ vị trí có pha bằng \(-\dfrac{\pi}{3}\) đến vị trí có pha bằng \(\dfrac{\pi}{3}\), vì vật sẽ di chuyển được quãng đường \(\dfrac{A}{2}+\dfrac{A}{2}=A=10\left(cm\right)\)

Vậy thời gian vật phải đi là: \(\dfrac{T}{2}+\dfrac{T}{6}=\dfrac{2}{2}+\dfrac{2}{6}=\dfrac{4}{3}\left(s\right)\)

Biểu thức động năng biến thiên theo thời gian:

\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot m\omega^2A^2sin^2\left(\omega t+\varphi\right)\)

\(\Rightarrow W_đ=\dfrac{1}{2}\cdot0,5\cdot0,1^2\cdot sin^2\left(\pi t+\dfrac{\pi}{3}\right)=0,0025sin^2\left(\pi t+\dfrac{\pi}{3}\right)\left(J\right)\)

Biểu thức thế năng biến thiên theo thời gian:

\(W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=\dfrac{1}{2}kA^2cos^2\left(\omega t+\varphi\right)\)

\(\Rightarrow W_t=\dfrac{1}{2}\cdot m\omega^2A^2cos^2\left(\omega t+\varphi\right)=0,025cos^2\left(\pi t+\dfrac{\pi}{3}\right)\left(J\right)\)

Chọn đáp án D

-18 cm