Thế năng cực đại của con lắc lò xo, Công thức tính thế … – KhoiA.Vn

Thông qua bài học về động lực học này, chúng ta sẽ thu được công thức tính thế năng, động năng và cơ năng của con lắc. Hay khi thế năng của con lắc đạt cực đại? Cách tính tốc độ cực đại của con lắc lò xo? …

Bạn Đang Xem: Thế năng cực đại của con lắc lò xo, Công thức tính thế … – KhoiA.Vn

• Bài tập cơ bản vận dụng công thức lý thuyết con lắc lò xo – Vật Lý 12 Bài 2

I. Con lắc lò xo

– Xét một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m gắn vào một đầu lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể, đầu kia của lò xo cố định. Một vật m có thể trượt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát.

– Con lắc có vị trí cân bằng mà vật sẽ đứng yên khi ta thả vật. Nếu kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng rồi buông tay thì vật dao động xung quanh vị trí cân bằng giữa hai mặt biên.

Hai. Nghiên cứu dao động của con lắc lò xo theo quan điểm Động lực học

– Xét vật ở khoảng cách x thì lò xo bị dãn một đoạn Δl = x và lực đàn hồi của lò xo là f = -kΔl.

– Tổng các lực tác dụng lên một vật là: f = -kx

Xem Thêm: Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 193 Sách giáo khoa Hóa học 11

– Theo định luật II Niu-tơn: hay

Trong đó: f: là lực tác dụng lên vật

Xem Thêm : Bài 2: Bài tập tìm CTPT các hợp chất hữu cơ

x: là khoảng cách của đối tượng

k: độ cứng lò xo

– Đặt . Nên dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa.

– Tần số góc của con lắc lò xo:

– Chu kỳ của con lắc lò xo:

– Lực luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về, độ lớn của nó tỉ lệ thuận với độ dời, là lực gây ra gia tốc của vật dao động điều hòa.

Xem Thêm: Chất tinh khiết là gì? Một số ví dụ về chất tinh khiết – LabVIETCHEM

Ba. Nghiên cứu dao động của con lắc lò xo dưới góc độ năng lượng

1. Động năng của con lắc lò xo

– Động năng của con lắc là động năng m của vật:

– Công thức tính động năng:

2. Thế năng của con lắc

Xem Thêm : Cảm Nhận Bài Thơ Cáo Tật Thị Chúng Của Thiền Sư Mãn Giác

– Công thức tính thế năng:

3. Cơ năng của con lắc lò xo. Bảo toàn cơ năng

– Công thức tính cơ năng của con lắc:

Xem Thêm: Giải Toán 7 trang 61 Tập 1 Kết nối tri thức, Chân trời sáng tạo, Cánh

– Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ chuyển từ thế năng sang động năng và ngược lại. Suy luận:

→Nhận xét:

– Động năng và thế năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với tần số góc 2ω, tần số góc 2f và chu kỳ t/2.

– Thời gian liên tiếp để hai lần động năng bằng thế năng là t/4.

– Cơ năng của con lắc lò xo luôn bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.

– Thế năng của con lắc lò xo đạt cực đại khi độ dời của con lắc cực đại (xmax = a thì v = 0) và bằng cơ năng của con lắc.

– Động năng của con lắc lò xo đạt cực đại khi vận tốc cực đại (vật chuyển động qua vị trí cân bằng khi đó x = 0, vmax = aω) bằng cơ năng của con lắc.