Cơ năng của con lắc lò xo không được tính bằng công thức nào sau đây Mới nhất
Mẹo Hướng dẫn Cơ năng của con lắc lò xo không được xem bằng công thức nào sau này 2022
Bạn đang tìm kiếm từ khóa Cơ năng của con lắc lò xo không được xem bằng công thức nào sau này được Update vào lúc : 2022-05-01 08:34:15 . Với phương châm chia sẻ Kinh Nghiệm Hướng dẫn trong nội dung bài viết một cách Chi Tiết 2022. Nếu sau khi tìm hiểu thêm tài liệu vẫn ko hiểu thì hoàn toàn có thể lại Comments ở cuối bài để Mình lý giải và hướng dẫn lại nha.Bạn đang quan tâm đến Công thức con lắc đơn phải không? Nào hãy cùng SAIGONCANTHO theo dõi nội dung bài viết này ngay sau này nhé, vì nó vô cùng thú vị và hay đấy!
Bài trước toàn bộ chúng ta đã khảo sát về động lực học và nguồn tích điện của của con lắc lò xo, còn trong bài này toàn bộ chúng ta sẽ tìm hiểu về con lắc đơn cũng với khảo sát về động lực học và nguồn tích điện của nó.
Bạn đang xem: Công thức con lắc đơn
Vậy con lắc đơn là gì? chu kỳ luân hồi và tần số của con lắc đơn được xem ra làm sao? thế năng của con lắc đơn có gì khác so với con lắc lò xo? toàn bộ chúng ta cùng tìm hiểu qua nội dung bài viết này, đồng thời thông qua đó giải những bài tập vận dụng về con lắc đơn.
I. Con lắc đơn là gì?
1. Định nghĩa con lắc đơn
° Con lắc đơn là một hệ gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l, đầu trên sợi dây được treo vào điểm cố định và thắt chặt.
2. Vị trí cân đối của con lắc đơn
– Là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng.
– Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân đối một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân đối trong mặt 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 hay là không?
II. Con lắc đơn: khảo sát về mặt động lực học
1. Khảo sát con lắc đơn về mặt động lực học
– Khảo sát con lắc đơn như hình trên
– Trong khi dao động, vật chịu tác dụng của trọng tải và lực căng . Trọng lực gồm 2 thành phần là và
– Hợp lực của và là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động trên cung tròn.
– Lực thành phần là lực kéo về và có mức giá trị sau: Pt=-mgsinα.
⇒ Vậy dao động của con lắc đơn không phải là dao động điều hòa.
– Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα≈α (rad) nên lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ:
– So sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy, khi dao động nhỏ thi sinα≈α (rad), con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình:
Xem thêm: Thực đơn giảm cân với sữa đậu nành
• Li độ cong: s = s0cos(ωt+φ). (cm,m);
• Li độ góc: α = α0cos(ωt+φ). (độ,rad);
* Lưu ý:
° Con lắc đơn xấp xỉ điều hòa khi góc lệch nhỏ và bỏ qua mọi ma sát.
° s = l.α và s0 = l.α0 (với α và α0 có cty rad).
2. Chu kì, tần số và tần số góc của con lắc đơn
– Công thức tính tần số góc của con lắc đơn:
– Công thức tính chu kì của con lắc đơn:
– Công thức tính tần số của con lắc đơn:
– Như vậy: khi con lắc đơn xấp xỉ điều hòa thì chu kì của nó không tùy từng khối lượng vật nặng và biên độ.
III. Con lắc đơn: khảo sát về mặt nguồn tích điện
1. Động năng của con lắc đơn
– Công thức tính động năng của con lắc đơn:
Wđ=12mv2″>
2. Thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α
– Công thức tính thế năng của con lắc đơn:
Wt=mgl(1−cosα)”>
(với mốc tính thế năng ở vị trí cân đối).
3. Cơ năng của con lắc đơn
– Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát, công thức tính cơ năng:
W=12mv2+mgl(1−cosα)”>
(hằng số)
W=12mv2+mgl(1−cosα)”> hay
W=12mv2+mgl(1−cosα)”>IV. Bài tập về con lắc đơn và lời giải
° Bài 1 trang 17 SGK Vật lý 12: Thế nào là con lắc đơn? Khảo sát xấp xỉ của con lắc đơn về mặt động lực học. Chứng minh rằng khi xấp xỉ nhỏ (sinα ≈ α (rad)), xấp xỉ của con lắc đơn là xấp xỉ điều hòa.
* Lời giải bài 1 trang 17 SGK Vật lý 12:
+ Lời giải bài này là phần nội dung khảo sát về động lực học ở trên của nội dung bài viết.
– Xét con lắc như hình sau:
– Từ vị trí cân đối kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân đối một góc nhỏ rồi thả ra. Con lắc xấp xỉ quanh vị trí cân đối.
– Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân đối, chiều dương hướng từ trái sang phải.
– Tai vị trí M bất kì vật m được xác lập bởi li độ góc
α hay về li độ cong là S = cung OM = l.α
◊ Lưu ý: α, s có mức giá trị dương khi lệch khỏi vị trí cân đối theo chiều dương và ngược lại.
Xem thêm: Thực đơn đồ nướng vỉa hè
– Tại vị trí M, vật chịu tác dụng trọng tải và lực căng .
Xem thêm: Top 200 Mẫu Nhà Ống 2 Tầng Ở Nông Thôn Đẹp Kèm Bản Vẽ Chi Tiết
– Khi đó được phân tích thành 2 thành phần: theo phương vuông góc với lối đi và theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.
– Lực căng và thành phần vuông góc với lối đi nên không làm thay đổi vận tốc của vật.
– Thành phần lực là lực kéo về có mức giá trị Pt = -mgsinα (1)
– Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì so sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy khi xấp xỉ nhỏ , con lắc đơn xấp xỉ điều hòa với phương trình: s = s0.cos(ωt + φ)
° Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 12: Viết công thức tính chu kì của con lắc đơn khi xấp xỉ nhỏ.
* Lời giải Bài 2 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Chu kì xấp xỉ của con lắc đơn khi xấp xỉ nhỏ được xem theo công thức:
° Bài 3 trang 17 SGK Vật lý 12: Viết biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn ở vị trí có góc lệch α bất kì.
* Lời giải Bài 3 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Động năng của con lắc tại vị trí góc lệch α bất kì:
– Thế năng của con lắc tại vị trí góc lệch α bất kì Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc tính thế năng tại vị trí cân đối).
– Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn.
W = Wt + Wđ =
= hằng số
– Khi con lắc xấp xỉ: động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại.
° Bài 4 trang 17 SGK Vật lý 121: Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của con lắc đơn xấp xỉ nhỏ (sinα ≈ α (rad)) là:
A.
B.
C.
D.
* Lời giải bài 4 trang 17 SGK Vật lý 121:
– Đáp án đúng: D.
° Bài 5 trang 17 SGK Vật lý 12: Hãy chọn đáp án đúng: Một con lắc đơn xấp xỉ với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi :
A. Thay đổi chiều dài của con lắc.
B. Thay đổi tần suất trọng trường
C. Tăng biên độ góc đến 30o
D. Thay đổi khối lượng của con lắc.
* Lời giải bài 5 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Đáp án đúng: D. Thay đổi khối lượng của con lắc.
– Chu kì của con lắc đơn tùy từng l, g và biên độ góc không tùy từng khối lượng m. T không đổi khi thay đổi khối lượng m của con lắc.
° Bài 6 trang 17 SGK Vật lý 12: Một con lắc đơn khi được thả không vận tốc đầu từ li độ góc α0. Khi con lắc trải qua vị trí cân đối thì vận tốc của quả cầu con lắc là bao nhiêu?
A.
B.
C.
D.
* Lời giải bài 6 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Đáp án đúng: C.
– Dùng định luật bảo toàn cơ năng, tại biên và tại vị trí cân đối. Khi con lắc qua vị trí cân đối thì thế năng bằng 0, động năng cựa đại (bằng cơ năng):
– Tại biên Wt = mgl(1 – cosα0)
– Tại vị trí cân đối:
– Định luật bảo toàn cơ năng:
° Bài 7 trang 17 SGK Vật lý 12: Một con lắc đơn dài l = 2m, xấp xỉ điều hòa tại một nơi có tần suất rơi tự do g = 9,8 m/s2. Hỏi con lắc thực thi được bao nhiêu xấp xỉ toàn phần trong 5 phút?
* Lời giải bài 7 trang 17 SGK Vật lý 12:
– Ta có: t = 5 phút = 300s
– Chu kì xấp xỉ:
– Số xấp xỉ toàn phần trong 5 phút:
⇒ n ≈ 106 xấp xỉ toàn phần.
Xem thêm: Thực Đơn Cho Bé 7 Tháng Ăn Dặm Kiểu Nhật Tốt Cho Trẻ 7, Gợi Ý Thực Đơn Ăn Dặm Kiểu Nhật Cho Bé 7 Tháng
Hy vọng với nội dung bài viết về Con lắc đơn, chu kỳ luân hồi, tần số, thế năng của con lắc đơn và bài tập có lời giải ở trên giúp ích cho những em. Mọi góp ý và vướng mắc những em hãy để lại phản hồi dưới nội dung bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và tương hỗ, chúc những em học tập tốt.
Chuyên mục: Ẩm Thực
Reply
2
0
Chia sẻ
Chia Sẻ Link Download Cơ năng của con lắc lò xo không được xem bằng công thức nào sau này miễn phí
Bạn vừa đọc tài liệu Với Một số hướng dẫn một cách rõ ràng hơn về Review Cơ năng của con lắc lò xo không được xem bằng công thức nào sau này tiên tiến và phát triển nhất và Chia Sẻ Link Cập nhật Cơ năng của con lắc lò xo không được xem bằng công thức nào sau này miễn phí.