Câu hỏi:
25/03/2020 4,121Thế nào là con lắc đơn ? Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.
Chứng minh rằng khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa.
Câu hỏi trong đề:
Giải Vật Lý 12 !!
Sách mới 2k7: Tổng ôn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa…. kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc gia 2025, đánh giá năng lực (chỉ từ 110k).
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l.
Khảo sát con lắc về mặt động lực học:
Xét con lắc đơn như hình vẽ :
- Từ vị trí cân bằng kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng.
- Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải.
- Tai vị trí M bất kì vật m được xác định bởi li độ góc α = ∠OCM hay về li độ cong là S = cung OM = l.α
Lưu ý: α, s có giá trị dương khi lệch khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương và ngược lại.
– Tại vị trí M, vật chịu tác dụng trọng lực P→ và lực căng T→.
P→ được phân tích thành 2 thành phần: Pn→ theo phương vuông góc với đường đi, Pt→ theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.
Lực căng T→ và thành phần Pn→ vuông góc với đường đi nên không làm thay đổi tốc độ của vật.
Thành phần lực Pt→ là lực kéo về có giá trị Pt = -mgsinα (1)
Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì Pt = -mgα = -mgs/l 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 (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa.
Phương trình s = s0.cos(ωt + φ)
Nhà sách VIETJACK:
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Câu 1:
Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ li độ góc αo. Khi con lắc đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của quả cầu con lắc là bao nhiêu ?
Xem đáp án »
25/03/2020
41,379
Câu 2:
Một con lắc đơn dài l = 2m, dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2. Hỏi con lắc thực hiện được bao nhiêu dao động toàn phần trong 5 phút ?
Xem đáp án »
25/03/2020
40,359
Câu 3:
Viết biểu thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn ở vị trí có góc lệch α bất kì.
Xem đáp án »
25/03/2020
14,207
Câu 5:
Hãy mô tả một cách định tính sự biến đổi năng lượng của con lắc, khi nó đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng và khi nó đi từ vị trí cân bằng ra vị trí biên.
Xem đáp án »
25/03/2020
4,531
về câu hỏi!