THẾ NĂNG Ở VỊ TRÍ CÂN BẰNG

W = 1/2 mv2 + 1/2kx2 tuyệt W = 1/2kA2 = 1/2mω2A2

= hằng số

Khi con lắc xê dịch điều hòa thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ thay đổi từ dạng rứa năng sang đụng năng với ngược lại.

Vậy bé lắc 1-1 là gì? chu kỳ luân hồi và tần số của bé lắc đối kháng được tính như vậy nào? gắng năng của con lắc đơn có gì không giống so với nhỏ lắc lò xo? bọn họ cùng tò mò qua nội dung bài viết này, đồng thời qua đó giải những bài tập vận dụng về bé lắc đơn.

I. Con lắc đối chọi là gì?

1. Định nghĩa bé lắc đơn

° nhỏ lắc đơn là một trong những hệ có một vật nhỏ khối lượng m, treo ngơi nghỉ đầu một gai dây ko dãn, khối lượng không xứng đáng kể, chiều lâu năm l, đầu trên gai dây được treo vào điểm nuốm định.

2. Vị trí cân bằng của con lắc đơn

- Là vị trí nhưng mà dây treo gồm phương trực tiếp đứng.

- Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân đối một góc rồi thả ra, ta thấy nhỏ lắc dao động xung quanh vị trí thăng bằng trong phương diện phẳng thẳng đứng trải qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét xem dao động của con lắc đơn liệu có phải là dao động điều hòa tuyệt không?

II. Con lắc đơn: khảo sát về mặt động lực học

1. điều tra con lắc đối kháng về mặt đụng lực học

⇒ Vậy dao động của bé lắc đơn chưa phải là dao động điều hòa.

- Nếu li độ góc α nhỏ tuổi thì sinα≈α (rad) cần lực kéo về gồm độ lớn tỉ lệ cùng với li độ:

- so sánh với sức lực kéo về của bé lắc lốc xoáy F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k⇒ l/g = m/k

⇒ Vậy, khi dao động bé dại thi sinα≈α (rad), bé lắc solo dao động điều hòa theo phương trình:

• Li độ cong: s = s0cos(ωt+φ).(cm,m);

• Li độ góc:α = α0cos(ωt+φ).(độ,rad);

* lưu giữ ý:

° nhỏ lắc đơn giao động điều hòa lúc góc lệch nhỏ dại và bỏ qua mất mọi ma sát.

° s = l.α và s0 = l.α0 (vớiα vàα0 có đơn vị rad).

2. Chu kì, tần số với tần số góc của nhỏ lắc đơn

- phương pháp tính tần số góc của bé lắc đơn:

- Như vậy: khi nhỏ lắc đơn giao động điều hòa thì chu kì của chính nó không phụ thuộc vào cân nặng vật nặng với biên độ.

III. Bé lắc đơn: điều tra khảo sát về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc đơn

- công thức tính rượu cồn năng của bé lắc đơn:

(với mốc tính thế năng tại đoạn cân bằng).

3. Cơ năng của con lắc đơn

- Cơ năng của bé lắc 1-1 được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát, phương pháp tính cơ năng:

IV. Bài xích tập về bé lắc đối chọi và lời giải

° bài bác 1 trang 17 SGK vật dụng lý 12:Thế nào là con lắc đơn? điều tra dao hễ của bé lắc đối chọi về mặt hễ lực học. Minh chứng rằng lúc dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), giao động của nhỏ lắc solo là xấp xỉ điều hòa.

* giải thuật bài 1trang 17 SGK đồ vật lý 12:

+ lời giải bài này là phần nội dung khảo sát điều tra về cồn lực học ở trên của bài viết.

- Xét bé lắc như hình sau:
- trường đoản cú vị trí cân đối kéo vơi quả ước lệch khỏi vị trí thăng bằng một góc bé dại rồi thả ra. Con lắc xấp xỉ quanh vị trí cân nặng bằng.

- chọn gốc tọa độ tại vị trí cân nặng bằng, chiều dương phía từ trái sang trọng phải.

- Tai địa điểm M bất cứ vật m được xác định bởi li độ góc
α tốt về li độ cong là S = cung OM = l.α

◊ Lưu ý: α, s có giá trị dương lúc lệch khỏi vị trí thăng bằng theo chiều dương cùng ngược lại.

- Tại vị trí M, đồ dùng chịu tác dụng trọng lực
so sánh với sức kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l bao gồm vai trò của k⇒ l/g = m/k

⇒ Vậy lúc dao động nhỏ tuổi , nhỏ lắc đơn giao động điều hòa cùng với phương trình:s = s0.cos(ωt + φ)

°Bài 2 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12:Viết bí quyết tính chu kì của nhỏ lắc solo khi xê dịch nhỏ.

* Lời giảiBài 2 trang 17 SGK đồ vật lý 12:

-Chu kì giao động của con lắc 1-1 khi dao động nhỏ tuổi được tính theo công thức:

°Bài 3 trang 17 SGK vật lý 12: Viết biểu thức của cồn năng, vậy năng với cơ năng của bé lắc đơn ở phần có góc lệch α bất kì.

* Lời giảiBài 3 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12:

- Động năng của nhỏ lắc tại địa điểm góc lệch α bất kì:

- thế năng của nhỏ lắc tại địa điểm góc lệch α bất kể Wt= mgl.(1 – cosα) (mốc tính nuốm năng trên vị trí cân nặng bằng).

- Cơ năng: Nếu làm lơ mọi ma ngay cạnh thì cơ năng của nhỏ lắc solo được bảo toàn.

W = Wt+ Wđ=
= hằng số

- Khi nhỏ lắc dao động: rượu cồn năng tăng thì nỗ lực năng sút và ngược lại.

°Bài 4 trang 17 SGK thứ lý 121:Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của con lắc đối kháng dao động nhỏ dại (sinα ≈ α (rad)) là:

A.

°Bài 5 trang 17 SGK trang bị lý 12:Hãy chọn câu trả lời đúng: Một nhỏ lắc đơn xấp xỉ với biên độ góc nhỏ. Chu kì của nhỏ lắc không thay đổi khi :

A. Biến đổi chiều nhiều năm của bé lắc.

B. Biến hóa gia tốc trọng trường

C. Tăng biên độ góc cho 30o

D. Chuyển đổi khối lượng của bé lắc.

* giải mã bài 5 trang 17 SGK trang bị lý 12:

- Đáp án đúng: D. Thay đổi khối lượng của bé lắc.

- Chu kì của bé lắc đơn nhờ vào vào l, g cùng biên độ góc không nhờ vào vào khối lượng m. T không đổi khi đổi khác khối lượng m của con lắc.

°Bài 6 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12:Một con lắc solo khi được thả không tốc độ đầu từ li độ gócα0. Khi con lắc đi qua vị trí thăng bằng thì tốc độ của quả cầu con lắc là bao nhiêu?

A.

B.

C.

D.

* giải mã bài 6 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:

- Đáp án đúng: C.

-Dùng định luật bảo toàn cơ năng, tại biên cùng tại vị trí cân bằng.Khi con lắc qua vị trí thăng bằng thì vắt năng bởi 0, đụng năng cựa đại (bằng cơ năng):

- tại biên Wt= mgl(1 – cosα0)

- trên vị trí cân bằng:

- Định chế độ bảo toàn cơ năng:

° bài xích 7 trang 17 SGK đồ lý 12:Một bé lắc solo dài l = 2m, xấp xỉ điều hòa tại một chỗ có vận tốc rơi thoải mái g = 9,8 m/s2. Hỏi con lắc triển khai được bao nhiêu dao động toàn phía bên trong 5 phút?

* giải mã bài 7 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:

- Ta có: t = 5 phút = 300s

- Chu kì dao động:

- Số xấp xỉ toàn phần nằm trong 5 phút:

⇒n ≈ 106 xấp xỉ toàn phần.

Hy vọng với bài viết vềCon rung lắc đơn, chu kỳ,tần số, cầm năng của bé lắc đối chọi và bài tập bao gồm lời giải sinh hoạt trên giúp ích cho những em. đều góp ý và thắc mắc những em hãy nhằm lại comment dưới bài viết để Hay học hỏi và chia sẻ ghi nhận cùng hỗ trợ, chúc những em học tập tốt.