Trong chương thứ nhất của vật lý 12 về xấp xỉ cơ, chúng ta sẽ tò mò về cấu tạo và xê dịch của một con lắc solo là như vậy nào. Sau khi học bài học kinh nghiệm này, những em sẽ xong xuôi được các mục tiêu của bài học như: Điều kiện của thứ nặng để bé lắc đơn giao động điều hòa, viết được phương pháp tính chu kì, tần số góc của dao động, tính được thế năng, đụng năng, cơ năng của nhỏ lắc đơn,... Từ kia vận dụng các kiến thức vẫn học để giải bài tập cơ bản và cải thiện trong SGK cùng sách bài xích tập.
Bạn đang xem: Cơ năng của con lắc đơn
I. Tóm tắt lý thuyết vật lý 12 bài 3 - nhỏ lắc đơn
Vật lý 12 bài bác 3 - bé lắc 1-1 là bài học sau khoản thời gian các em đã tò mò được về xấp xỉ điều hòa và bé lắc lò xo trong các bài học trước tiên của lý 12. Bé lắc solo cũng là 1 trường phù hợp của dao động điều hòa, tuy nhiên nó giống với khác thế nào so với con lắc đơn. Họ sẽ cùng mày mò sau đây.
1. Cấu tạo của bé lắc đơn
Con rung lắc đơn gồm 1 vật nhỏ dại có trọng lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn cân nặng không xứng đáng kể gồm chiều dài l, đầu trên của tua dây sẽ tiến hành treo vào một điểm thế định.
2. Phương trình dao động điều hòa của con lắc đơn
Phương trình giao động điều hòa của bé lắc đơn
- Li độ cong: s =s0cos(ωt +φ) (đơn vị: cm, m)
- Li độ góc: =α0cos(ωt +φ) (đơn vị: độ, rad)
Chú ý: Khi con lắc đơn xê dịch điều hòa với góc lệch nhỏ dại và bot qua đầy đủ ma liền kề thì s=l.α cùng s0=l.α0( và 0 có đơn vị chức năng là rad).
3. Chu kỳ, tần số xấp xỉ và tần số góc của một con lắc đơn
Khi bé lắc đơn giao động điều hòa thì có:
Chú ý: bé lắc đơn xấp xỉ điều hòa thì chu kỳ luân hồi không phụ thuộc vào vào cân nặng của thiết bị nặng cùng biên độ giao động của vật.
4. Tích điện của nhỏ lắc đối chọi khi xê dịch điều hòa
Con lắc đơn xê dịch điều hòa thì tích điện của đối kháng là:
Động năng nhỏ lắc đơn:
Thế năng bé lắc đơn:
Cơ năng của nhỏ lắc đơn:
Chú ý: + Nếu bỏ qua mất ma cạnh bên thì cơ năng con lắc solo bảo toàn
+ bí quyết trên đứng với mọi li độ α ≤900
Bài tập minh họa vật dụng lý 12 bài bác 3 - con lắc đơn
Phần bài xích tập của vật lý 12 - bé lắc đối kháng thường gồm các dạng bài bác tập về viết phương trình xấp xỉ của một nhỏ lắc đơn, tính chu kỳ, năng lượng,.. Của nhỏ lắc đơn. Dưới đây sẽ có một số trong những bài tập minh họa cho phần lí 12 nhỏ lắc 1-1 như sau:
Bài 1: Một con lắc đối chọi có chiều dài l = 16 cm. Kéo nhỏ lắc này lệch ngoài vị trí cân bằng một góc 90 rồi thả dịu cho bé lắc dao động. Quăng quật qua các ma sát, mang g= 10 m/s2. Chọn gốc thời hạn lúc thả vật, chiều dương là chuyển chuyển động lúc đầu của con lắc. Hãy viết phương trình giao động của bé lắc theo li độ góc
Hướng dẫn giải:
Tần số góc của con lắc:
Li độ rất đại:
Ta gồm :
Vậy phương trình xê dịch của nhỏ lắc theo li độ nhiều năm là: (rad).
Bài 2: Một con lắc đơn có chiều dài l = 15 cm. Từ vị trí cân bằng con nhấp lên xuống được truyền tốc độ 10 cm/s theo hướng dương của trục tọa độ. Chọn gốc thời hạn lúc thả vật và g= 10 m/s2. Viết phương trình xấp xỉ của nhỏ lắc đối chọi theo li độ dài.
Hướng dẫn giải:
Tần số góc của bé lắc:
Li độ cực to :
Ta có:
vậy phương trình dao động của nhỏ lắc theo li độ dài là: s = 8 cos(8t - π/2) (cm)
Bài 3: bé lắc đơn giao động điều hoà tại địa điểm có gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2, với chu kỳ luân hồi T = 2s. Tính chiều nhiều năm của nhỏ lắc này.
Hướng dẫn giải:
Ta có chu kỳ luân hồi con lắc: Chiều dài con lắc: =0,995(m).
Bài 4: Một con lắc đơn có độ lâu năm l, trong khoảng thời hạn Δt nó triển khai được 6 dao động. Nếu người ta giảm sút độ dài của nó đi 16cm, cũng vào khoảng thời gian Δt như lúc trước nó thực hiện được 10 dao động. Chiều lâu năm của bé lắc ban đầu là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Trong khoảng thời gian Δt bé lắc thực hiện được 6 dao động, nếu giảm bớt độ lâu năm đi 16cm thì cũng vào khoảng thời hạn Δt nó triển khai được 10 dao động. Vậy ta có biểu thức:
Giải phương trình bên trên với g = 10 m/s2 ta được công dụng chiều dài l của bé lắc là: l=0,25 m =25 cm.
Xem thêm: Những Câu Nói Hình Nền Tạo Cảm Hứng Học Tập, Truyền Cảm Hứng, Châm Ngôn, Lời Trích
Qua bài giảng vật lý 12 bài xích 3 - con lắc solo này, những em cần nắm vững các phương châm mà bài xích đưa ra : kết cấu con lắc đơn, điều kiện con lắc đơn xấp xỉ điều hòa, phương pháp tính chu kỳ và các tích điện của con lắc đơn. Hy vọng đó là một tài liệu giúp những em học tốt hơn vật lí 12 trong chương này nói riêng và toàn lịch trình nói chung.