Thế nào là con lắc đơn ? Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học. Chứng minh rằng khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), dao động của con lắc

Câu hỏi

🗣️ Phạm Văn Thành hỏi: Cho mình hỏi một câu Vật lý lớp 12 trong sách bài tập

Thế nào là con lắc đơn ? Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học.

Chứng minh rằng khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), dao động của con lắc đơn là dao động điều hòa.

👩 Đánh giá của giáo viên: Câu này dễ, mức độ biết.

🔑 Chủ đề: giai vat ly 12.

Câu trả lời hay nhất

🕵 Bạn Lê Thị Dũng trả lời:

Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l. Khảo sát con lắc về mặt động lực học: Xét con lắc đơn như hình vẽ : - Từ vị trí cân bằng kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng. - Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải. - Tai vị trí M bất kì vật m được xác định bởi li độ góc α = ∠OCM hay về li độ cong là S = cung OM = l.α Lưu ý: α, s có giá trị dương khi lệch khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương và ngược lại. – Tại vị trí M, vật chịu tác dụng trọng lực P →  và lực căng T → . P →  được phân tích thành 2 thành phần: Pn →  theo phương vuông góc với đường đi, Pt →  theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Lực căng T →  và thành phần Pn →  vuông góc với đường đi nên không làm thay đổi tốc độ của vật. Thành phần lực Pt →  là lực kéo về có giá trị Pt  = -mgsinα (1) Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì Pt  = -mgα = -mgs/l so sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k → l/g = m/k Vậy khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa. Phương trình s = s0 .cos(ωt + φ)

Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l.

Khảo sát con lắc về mặt động lực học:

Xét con lắc đơn như hình vẽ :

- Từ vị trí cân bằng kéo nhẹ quả cầu lệch khỏi vị trí cân bằng một góc nhỏ rồi thả ra. Con lắc dao động quanh vị trí cân bằng.

- Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang phải.

- Tai vị trí M bất kì vật m được xác định bởi li độ góc α = ∠OCM hay về li độ cong là S = cung OM = l.α

Lưu ý: α, s có giá trị dương khi lệch khỏi vị trí cân bằng theo chiều dương và ngược lại.

– Tại vị trí M, vật chịu tác dụng trọng lực P →  và lực căng T → .

P →  được phân tích thành 2 thành phần: Pn  →  theo phương vuông góc với đường đi, Pt  →  theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.

Lực căng T →  và thành phần Pn  →  vuông góc với đường đi nên không làm thay đổi tốc độ của vật.

Thành phần lực Pt  →  là lực kéo về có giá trị Pt  = -mgsinα (1)

Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì Pt  = -mgα = -mgs/l so sánh với lực kéo về của con lắc lò xo F = -kx.

Ta thấy mg/l có vai trò của k → l/g = m/k

Vậy khi dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), con lắc đơn dao động điều hòa.

Phương trình s = s0 .cos(ωt + φ)


Câu trước | Câu kế tiếp

Gửi bạn các file hữu ích đi kèm câu hỏi:

Làm thêm Vật lý lớp 12