NĂNG LƯỢNG DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC ĐƠN

Năng lượng dao động của con lắc lò xo. Dao động điều hòa, hướng dẫn chi tiết. Vật lý 12.

Những Điều Thú Vị Chỉ 5% Người Biết

Advertisement
Advertisement

Trong bài giảng này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu kiến thức về năng lượng của con lắc đơn trong dao động điều hòa kèm hướng dẫn chi tiết bài tập.

1. Năng lượng dao động trong con lắc đơn


chú ý video sẽ phát sau khi hoàn tất xem quảng cáo

a) Thế năng của con lắc đơn trong dao động điều hòa

Nếu con lắc lò xo, thế năng tích trữ được dưới dạng là thế năng đàn hồi thì với con lắc đơn (CLĐ), thế năng được tích trữ dưới dạng thế năng trọng trường (hay  thế năng hấp dẫn). 

Chọn gốc thế năng của CLĐ tại VTCB, ứng với góc α bất kì, con lắc tích trữ thế năng ở độ cao h so với VTCB. 

+ Thế năng của CLĐ ứng với vị trí α bất kì: Wt=mgl(1-cosα)

+ Thế năng cực đại của CLĐ: Wt max=mgl(1-cosα0) ứng với vị trí biên độ góc lớn nhất α0.

 

b) Động năng của con lắc đơn trong dao động điều hòa

Ta có: W=Wt+Wđ=Wt max=mgl(1-cosα0)Wđ=Wt max-Wt

+ Động năng của CLĐ ứng với vị trí α bất kì: Wđ=mgl(cosα-cosα0)

+ Động năng cực đại của CLĐ: Wđ max=mgl(1-cosα0) ứng với VTCB α=0

 

c) Công thức xác định vận tốc của con lắc đơn.

Từ công thức động năng của một vật Wđ=12mv2=mgl(cosα-cosα0)v2=2gl(cosα-cosα0)

Tại VTCB, vận tốc có độ lớn cực đại, vậy vmax2=2gl(1-cosα0)

 

d) Động năng và thế năng trong con lắc đơn khi biên độ góc α010o

Với  biên độ góc α010ocosα=1-α22

Bảng tóm tắt công thức về năng lượng của CLĐ trong dao động điều hòa

hinh-anh-nang-luong-dao-dong-trong-con-lac-don-50-0

 

2. Chu kỳ và tần số của động năng, thế năng trong con lắc đơn


chú ý video sẽ phát sau khi hoàn tất xem quảng cáo

Tương tự như con lắc lò xo, chu kỳ và tần số của con lắc đơn trong trường hợp dao động điều hòa biến thiên điều hòa với tần số góc ω'=2ω.

Suy ra: T'=T2f'=2f(chu kì phân nửa, tần số gấp đôi).


Thông Tin Tác Giả

Ekip congthucvatly.com



Advertisement

Các công thức liên quan


WđWt=n=s02-s2s2=α02-α2α2=v2vmax2-v2

Công thức :

WđWt=n=s02-s2s2=α02-α2α2=v2vmax2-v2


Xem thêm

W=Wđ+Wt=12mglα02=12mω2s02=mgl1-cosα0=12mv2max

Định nghĩa : Tổng các dạng năng lượng mà con lắc có được .Cơ năng có giá trị xác định (không biến thiên theo t) và bảo toàn khi bỏ qua ma sát.

Công thức : W=Wđ+Wt=12mglα02=12mω2s02=mgl1-cosα0=12mv2max

Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.

Chú thích:

W : Cơ năng của con lắc đơn J

Wđ: Động năng của con lắc đơn J.

Wt : Thế năng của con lắc đơn J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

s0 : Biên độ dài của dao động con lắc m ; cm

ω :Tốc độ góc của con lắc rad/s.

 α0: Biên độ dài của dao động con lắc rad

l: Chiều dài dây treo m

g: gia tốc trọng trường m/s2


Xem thêm

Wt=12mgh=12mωs02cos2ωt+φ=12mω2s2=mgl1-cosα

Định nghĩa : năng lượng mà con lắc có được do được đặt trong trọng trường.Thế năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì T2

Công thức : 

Wt=12mgh=12mω2s02cos2ωt+φ=12mω2s2=mgl1-cosα12mglα2

Chú ý : Thế năng cực đại ở biên, cực tiểu ở VTCB.

Chú thích:

Wt: Thế năng của con lắc đơn J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

s0 : Biên độ dài của dao động con lắc m

k: Độ cứng của lò xo N/m.

s: Li độ dài của dao động con lắc m ; cm

φ:Pha ban đầu rad


Xem thêm

Wđ=12mv2=12mωs02sin2ωt+φ=12mω2s02-s2=mglcosα-cosα0

Định nghĩa : năng lượng mà con lắc có được dưới dạng chuyển động.Động năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì T2

Công thức : 

Wđ=12mv2=12mωs02sin2ωt+φ=12mω2s02-s2=mglcosα-cosα0

Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.

Chú thích:

Wđ: Động năng của con lắc đơn J.

m: Khối lượng của vật kg.

v: Vận tốc của vật m/s.

s0 : Biên độ dài của dao động con lắc m

k: Độ cứng của lò xo N/m.

s: Li độ dài của dao động con lắc m ; cm

φ:Pha ban đầu rad


Xem thêm

Advertisement

Các câu hỏi liên quan

có 18 câu hỏi trắc nghiệm và tự luận vật lý


Công thức cơ băng của con lắc đơn theo góc lệch cực đại αo...

Viết biểu thức cơ năng của con lắc đơn khi biết góc lệch cực đại  α0 của dây treo:

Trắc nghiệm Dễ

Tìm cơ năng của con lắc đơn biết biên độ so = 5cm và chu kì T=2s...

Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 0,2kg, chiều dài dây treo l , dao động nhỏ với biên độ s0 = 5cm và chu kì T = 2s. Lấy g =  π2 = 10m/s2. Cơ năng của con lắc là

Trắc nghiệm Trung bình

Tìm động năng của con lắc đơn khi biết phương trình dao động

Một con lắc đơn có khối lượng vật nặng m = 200g dao động với phương trình s = 10sin2t(cm). Ở thời điểm t =π /6(s), con lắc có động năng là

Trắc nghiệm Dễ
Advertisement

Con lắc đơn có động năng bằng 3 lần thế năng tại li đọ góc nào...

Một con lắc đơn dao động với biên độ góc α0  = 6°. Con lắc có động năng bằng 3 lần thế năng tại vị trí có li độ góc là

Trắc nghiệm Trung bình

Cho 2 con lắc lò xo và con lắc đơn có năng lượng dao động bằng nhau, tìm tỉ số k/m...

Con lắc lò xo có độ cứng k dao động điều hoà với biên độ A. Con lắc đơn gồm dây treo có chiều dài l , vật nặng có khối lượng m dao động điều hoà với biên độ góc  α0 ở nơi có gia tốc trọng trường g. Năng lượng dao động của hai con lắc bằng nhau. Tỉ số k/m bằng:

Trắc nghiệm Dễ

Thế năng bằng một nữa cơ năng khi ở li độ nào...

Một con lắc đơn dao động điều hoà, với biên độ (dài) s0 . Khi thế năng bằng một nửa cơ năng dao động toàn phần thì li độ bằng

Trắc nghiệm Trung bình
Xem tất cả câu hỏi liên quan Làm bài tập
Advertisement

Các Bài Viết Được Xem Nhiều Nhất

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

228761

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 2: con lắc lò xo, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

128750

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 1: dao động cơ, bài 1: tổng quan về dao động điều hòa, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

2028721

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 3: phóng xạ, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Công thức vật lý 11 chương 7: mắt, các dụng cụ quang, bài 28: lăng kính

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

10028715

Tổng hợp các công thức vật lý 11 chương 7: mắt, các dụng cụ quang, bài 28: lăng kính, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Advertisement

Công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân

Tổng Hợp Công Thức Vật Lý

1928701

Tổng hợp các công thức vật lý 12 chương 7: hạt nhân nguyên tử, bài 2: năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân, hướng dẫn chi tiết từng công thức, các biến, hằng số, bài tập liên quan

Advertisement
Advertisement

Doanh thu từ quảng cáo giúp chúng mình duy trì nội dung chất lượng cho website

  Cách tắt chặn quảng cáo  

Tôi không muốn hỗ trợ (Đóng) - :(

Bạn hãy tắt trình chặn quảng cáo
Loading…