Lực cản - Vật lý 12

Khái niệm:

 $v_{n0}$ là vận tốc qua vị trí cân bằng lần thứ n của dao động tắt dần. Vì biên độ thay đổi nên khi qua vị trí cân bằng thì vận tốc cũng thay đổi.

Đơn vị tính: $m/s$

Khái niệm:

Lực cản là lực có độ lớn không đổi, có tác dụng cản trở chuyển động.

Đơn vị tính: Newton $\left(N\right)$

Khái niệm:

t là thời gian vật bắt đầu dao động đến khi ngừng lại.

Đơn vị tính: giây $\left(s\right)$

Khái niệm:

$N\text{'}$ là số dao động mà vật thực hiện trước khi dừng lại.

Đơn vị tính: dao động

Khái niệm:

Lực cản là lực có độ lớn không đổi, có tác dụng cản trở chuyển động.

Đơn vị tính: Newton $\left(N\right)$

Công thức :

 $S=\frac{k{A}^2}{2F_C}$

Với S : Quãng đường vật đi được đến khi dừng $\left(m\right)$

$A:$Biên độ dao động $\left(m\right)$

$k:$Độ cứng của lò xo $\left(N/m\right)$

$F_C:$ Lực cản $\left(N\right)$

Chứng minh : $W=A_{F_C}\iff \frac{1}{2}k{A}^2=F_{C}S$

- Độ giảm biên độ sau một dao động:  

$∆A=\frac{4F_C}{m{\omega }^2}=\frac{4F_C}{k}$

với $F_C$ là lực cản

Nếu F_C là lực ma sát thì $∆A=\frac{4{\mu }_{t}N}{k}$

Nếu vật chuyển động theo phương ngang: $∆A=4x_0=\frac{4{\mu }_{t}mg}{k}$

- Số dao động thực hiện được: :

$N\text{'}=\frac{A}{x_0}=\frac{kA}{4F_C}$

Nếu là lực ma sát : $N\text{'}=\frac{kA}{4{\mu }_{t}N}$

Thời gian đến lúc dừng: $t=N\text{'}T$ ,với T là chu kì dao động $\left(s\right)$

Chứng minh : 

$$\begin{gathered} W=W_{đ}+W_t+A_{F_{ms}} \\ \iff \frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}k{A}^2-\frac{1}{2}k{x}^2-F_{ms}.S \\ \Rightarrow v=\sqrt{\frac{k\left(A^2-x^2\right)-2F_{ms}S}{m}} \end{gathered}$$

Với v: vận tốc của vật $\left(m/s\right)$

      $A:$Biên độ của dao động $\left(m\right)$

      x: Li độ của vật $\left(m\right)$

      $F_{ms}:$ Lực ma sát $\left(N\right)$

      $S:$ Quãng đường vật đã đi $\left(m\right)$

      m : Khối lượng của vật $\left(kg\right)$