Li Độ Góc

Vậy nhỏ lắc 1-1 là gì? chu kỳ luân hồi và tần số của nhỏ lắc solo được tính như vậy nào? chũm năng của con lắc đối kháng có gì khác so với bé lắc lò xo? bọn họ cùng khám phá qua nội dung bài viết này, đồng thời qua đó giải những bài tập áp dụng về bé lắc đơn.

Bạn đang xem: Li độ góc

I. Bé lắc đơn là gì?

1. Định nghĩa con lắc đơn

° bé lắc đơn là 1 hệ gồm một vật nhỏ tuổi khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây ko dãn, khối lượng không đáng kể, chiều lâu năm l, đầu trên sợi dây được treo vào điểm cố kỉnh định.

2. Vị trí thăng bằng của con lắc đơn

- Là vị trí cơ mà dây treo có phương thẳng đứng.

- Kéo vơi quả cầu mang lại dây treo lệch ngoài vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân đối trong khía cạnh phẳng trực tiếp đứng trải qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét coi dao động của bé lắc đơn có phải là dao động điều hòa tốt không?

II. Con lắc đơn: khảo sát điều tra về mặt động lực học

1. Khảo sát con lắc đơn về mặt động lực học

- khảo sát con lắc đối kháng như hình trên

- trong lúc dao động, vật chịu tính năng của trọng lực

và lực căng

. Trọng lực

gồm 2 thành phần là

và

- phù hợp lực của

và

là lực hướng trung ương giữ cho vật chuyển động bên trên cung tròn.

- Lực thành phần

là lực kéo về và có giá trị sau: Pt=-mgsinα.

Vậy dao động của bé lắc đơn không hẳn là dao động điều hòa.

- Nếu li độ góc α nhỏ dại thì sinαα (rad) phải lực kéo về có độ bự tỉ lệ với li độ:

- so sánh với khả năng kéo về của nhỏ lắc xoắn ốc F = -kx. Ta thấy mg/l gồm vai trò của k l/g = m/k

Vậy, lúc dao động nhỏ dại thi sinαα (rad), bé lắc solo dao động điều hòa theo phương trình:

Li độ cong: s = s0cos(ωt+φ).(cm,m);

Li độ góc:α = α0cos(ωt+φ).(độ,rad);

* lưu giữ ý:

° bé lắc đơn xấp xỉ điều hòa khi góc lệch nhỏ tuổi và làm lơ mọi ma sát.

° s = l.α và s0 = l.α0 (vớiα vàα0 có đơn vị rad).

2. Chu kì, tần số cùng tần số góc của bé lắc đơn

- phương pháp tính tần số góc của con lắc đơn:

- công thức tính chu kì của bé lắc đơn:

- phương pháp tính tần số của con lắc đơn:

- Như vậy: khi con lắc đơn giao động điều hòa thì chu kì của chính nó không nhờ vào vào trọng lượng vật nặng với biên độ.

III. Bé lắc đơn: điều tra về khía cạnh năng lượng

1. Động năng của nhỏ lắc đơn

- phương pháp tính động năng của nhỏ lắc đơn:

2. Thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α

- phương pháp tính núm năngcủa bé lắc đơn:

(với mốc tính thế năng ở phần cân bằng).

3. Cơ năng của bé lắc đơn

- Cơ năng của nhỏ lắc 1-1 được bảo toàn nếu làm lơ mọi ma sát, công thức tính cơ năng:

(hằng số)

hay

IV. Bài bác tập về bé lắc đối kháng và lời giải

° bài 1 trang 17 SGK đồ lý 12:Thế nào là nhỏ lắc đơn? điều tra dao cồn của nhỏ lắc đối kháng về mặt cồn lực học. Minh chứng rằng lúc dao động nhỏ dại (sinα α (rad)), xê dịch của nhỏ lắc đối kháng là xấp xỉ điều hòa.

* giải mã bài 1trang 17 SGK trang bị lý 12:

+ giải thuật bài này là phần nội dung khảo sát điều tra về hễ lực học tập ở bên trên của bài viết.

- Xét bé lắc như hình sau:

- từ vị trí cân đối kéo dịu quả mong lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra. Nhỏ lắc xê dịch quanh vị trí cân bằng.

- lựa chọn gốc tọa độ trên vị trí cân nặng bằng, chiều dương phía từ trái thanh lịch phải.

- Tai vị trí M bất kỳ vật m được khẳng định bởi li độ góc

α tuyệt về li độ cong là S = cung OM = l.α

Lưu ý: α, s có giá trị dương lúc lệch ngoài vị trí cân bằng theo chiều dương với ngược lại.

- Tại địa điểm M, vật dụng chịu tác dụng trọng lực

và lực căng

.

- khi đó

được so với thành 2 thành phần:

theo phương vuông góc với lối đi và

theo phương tiếp con đường với quỹ đạo.

- Lực căng

và thành phần

vuông góc với lối đi nên không làm biến đổi tốc độ của vật.

- nguyên tố lực

là sức kéo về có giá trị Pt= -mgsinα (1)

- nếu li độ góc α nhỏ tuổi thì sinα α (rad) thì

so sánh với sức kéo về của bé lắc lốc xoáy F = -kx. Ta thấy mg/l tất cả vai trò của k l/g = m/k

Vậy lúc dao động nhỏ , bé lắc đơn xê dịch điều hòa với phương trình:s = s0.cos(ωt + φ)

°Bài 2 trang 17 SGK thứ lý 12:Viết cách làm tính chu kì của con lắc solo khi xê dịch nhỏ.

* Lời giảiBài 2 trang 17 SGK thứ lý 12:

-Chu kì xê dịch của nhỏ lắc đối chọi khi dao động nhỏ dại được tính theo công thức:

°Bài 3 trang 17 SGK thứ lý 12: Viết biểu thức của cồn năng, vậy năng cùng cơ năng của nhỏ lắc đơn ở đoạn có góc lệch α bất kì.

* Lời giảiBài 3 trang 17 SGK trang bị lý 12:

- Động năng của bé lắc tại vị trí góc lệch α bất kì:

- cố gắng năng của con lắc tại vị trí góc lệch α bất kể Wt= mgl.(1 cosα) (mốc tính cầm năng trên vị trí cân nặng bằng).

- Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma gần cạnh thì cơ năng của bé lắc 1-1 được bảo toàn.

W = Wt+ Wđ=

= hằng số

- Khi con lắc dao động: cồn năng tăng thì cầm năng sút và ngược lại.

°Bài 4 trang 17 SGK trang bị lý 121:Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của con lắc đối kháng dao động bé dại (sinα α (rad)) là:

A.

B.

C.

D.

* giải mã bài 4 trang 17 SGK vật lý 121:

- Đáp án đúng: D.

°Bài 5 trang 17 SGK trang bị lý 12:Hãy chọn đáp án đúng: Một con lắc đơn giao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của nhỏ lắc không đổi khác khi :

A. Thay đổi chiều dài của bé lắc.

B. Thay đổi gia tốc trọng trường

C. Tăng biên độ góc cho 30o

D. Biến hóa khối lượng của con lắc.

* giải thuật bài 5 trang 17 SGK vật dụng lý 12:

- Đáp án đúng: D. Thay đổi khối lượng của bé lắc.

- Chu kì của bé lắc đơn phụ thuộc vào l, g và biên độ góc không nhờ vào vào trọng lượng m. T không đổi khi chuyển đổi khối lượng m của nhỏ lắc.

°Bài 6 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:Một bé lắc solo khi được thả không tốc độ đầu từ bỏ li độ gócα0. Khi nhỏ lắc đi qua vị trí thăng bằng thì tốc độ của quả cầu nhỏ lắc là bao nhiêu?

A.

B.

C.

D.

* giải mã bài 6 trang 17 SGK vật lý 12:

- Đáp án đúng: C.

-Dùng định chế độ bảo toàn cơ năng, tại biên và tại vị trí cân nặng bằng.Khi nhỏ lắc qua vị trí thăng bằng thì chũm năng bằng 0, cồn năng cựa đại (bằng cơ năng):

- trên biên Wt= mgl(1 cosα0)

- trên vị trí cân bằng:

- Định cách thức bảo toàn cơ năng:

Video liên quan