Năng lượng dao động của con lắc đơn

Các công thức tính động năng, thế năng, cơ năng sẽ được chúng tôi giới thiệu chi tiết trong bài tiếp theo, Bài tập có đáp án chi tiết củng cố kiến ​​thức, bộ sưu tập bài tập văn xuôi sẽ giúp các bạn học tốt các dạng bài tập đó.

Trên đây là công thức tính cơ năng, động năng và thế năng của con lắc đơn. Bạn nhận thấy: Cơ năng là đại lượng bảo toàn. Dưới đây là một số ví dụ có lời giải chi tiết và bài tập trắc nghiệm, có đáp án giúp các bạn luyện tập.

5. Ví dụ

Ví dụ 1: Một con lắc đơn giản có (l = 1m ) dao động điều hòa với vận tốc g = 10m / s2 và góc lệch cực đại là 90. Chọn vị trí cân bằng. Tại vị trí mà động năng bằng thế năng thì vận tốc của con lắc có giá trị nào?

Lời giải: Năng lượng dao động của con lắc là: (w = frac {mgl { alpha _ {0}} ^ {2}} {2} )

Khi động năng bằng thế năng (để tính vận tốc, hãy nhớ tham khảo động năng) ta có:

(w_ {d} = w_ {t}; w_ {d} + w_ {t} = w rightarrow 2w_ {d} = w leftrightarrow 2. frac {mv ^ {2}} {2} = mgl frac {{ alpha _ {0}} ^ {2}} {2} )

( rightarrow v = alpha _ {0} sqrt { frac {gl} {2}} = 9. frac { pi} {180}. sqrt { frac {10.1} {2 }} = 0,35 (m / s) )

Ví dụ 2: Một con lắc đơn giản gồm một quả cầu khối lượng 500 gam được treo vào một sợi dây dài 60 cm. Khi con lắc ở trạng thái cân bằng, truyền cho nó một năng lượng 0,015j thì con lắc sẽ dao động điều hòa. Tính dao động của con lắc. Lấy g = 10m / s2.

Lời giải: Biên độ dao động của con lắc được tính từ phương trình năng lượng:

(w = frac {mgl { alpha _ {0}} ^ {2}} {2} rightarrow alpha _ {0} = sqrt { frac {2w} {mgl}} = sqrt { frac {2.0.015} {0,5.10.0.6}} = 0,1 (rad) )

6. Nhiều lựa chọn:

Câu 1: Một con lắc đơn giản dđh, độ lớn góc ( alpha _ {0} ). Lấy mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Khi gia tốc con lắc đến vị trí có động năng bằng thế năng thì độ dời góc của con lắc bằng?

A. ( frac { alpha _ {0}} { sqrt {3}} ) b. – ( frac { alpha _ {0}} { sqrt {3}} ) c. ( frac { alpha _ {0}} { sqrt {2}} ) – ( frac { alpha _ {0}} { sqrt {2}} )

Bài toán 2: Một con lắc có chiều dài l = 50cm, khối lượng m = 100g dao động với vận tốc g = 9,8m / s2. Chọn thế năng tại vị trí cân bằng. Tỉ số giữa lực căng lớn nhất và nhỏ nhất của sợi dây là 4. Cơ năng của con lắc là bao nhiêu?

A. 1,225j b. 2,45j c. 0,1225j d. 0,245j

Đối với vật <3, lấy g = 10 m / s2. Cơ năng toàn phần của con lắc?

A. 0,05 j b. 0,02 jun. 0,24 jun d. 0,64 j

Bạn đọc có thể tải xuống toàn bộ tệp đính kèm tại đây:

Tất cả nội dung bài viết. Vui lòng xem thêm và tải xuống các tệp chi tiết sau:

Tải xuống

Bài tập trắc nghiệm Vật lý lớp 12 – Xem ngay