Bài trước chúng ta đã điều tra về hễ lực học tập và năng lượng của của nhỏ lắc lò xo, còn trong bài xích này chúng ta sẽ mày mò về nhỏ lắc đơn cũng với khảo sát về hễ lực học và tích điện của nó.
Bạn đang xem: Con lắc đơn là gì
Vậy nhỏ lắc đối chọi là gì? chu kỳ luân hồi và tần số của bé lắc solo được tính như vậy nào? nạm năng của nhỏ lắc solo có gì không giống so với con lắc lò xo? chúng ta cùng tò mò qua nội dung bài viết này, đồng thời qua đó giải những bài tập áp dụng về nhỏ lắc đơn.
I. Nhỏ lắc đối kháng là gì?
1. Định nghĩa nhỏ lắc đơn
° con lắc đơn là một hệ bao gồm một vật nhỏ tuổi khối lượng m, treo làm việc đầu một gai dây không dãn, khối lượng không đáng kể, chiều dài l, đầu trên tua dây được treo vào điểm cố gắng định.
2. Vị trí cân đối của con lắc đơn
- Là vị trí nhưng mà dây treo có phương trực tiếp đứng.
- Kéo vơi quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động xung quanh vị trí thăng bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo cùng vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét coi dao động của nhỏ lắc đơn liệu có phải là dao động điều hòa giỏi không?
II. Con lắc đơn: khảo sát điều tra về mặt cồn lực học
1. Khảo sát con lắc đối kháng về mặt đụng lực học
- khảo sát con lắc đối chọi như hình trên
- trong khi dao động, vật chịu tác dụng của trọng lực và lực căng . Trọng lực gồm 2 nhân tố là và
- hòa hợp lực của và là lực hướng trọng tâm giữ mang đến vật chuyển động bên trên cung tròn.
- Lực thành phần là khả năng kéo về và có giá trị sau: Pt=-mgsinα.
⇒ Vậy dao động của con lắc đơn không hẳn là dao động điều hòa.
- Nếu li độ góc α nhỏ dại thì sinα≈α (rad) buộc phải lực kéo về tất cả độ mập tỉ lệ với li độ:
- đối chiếu với sức lực kéo về của con lắc xoắn ốc F = -kx. Ta thấy mg/l tất cả vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy, khi dao động nhỏ thi sinα≈α (rad), con 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);
* giữ ý:
° bé lắc đơn xê dịch điều hòa khi góc lệch nhỏ tuổi và bỏ qua mọi ma sát.
° s = l.α với s0 = l.α0 (với α và α0 có đơn vị chức năng rad).
2. Chu kì, tần số và tần số góc của nhỏ lắc đơn
- cách làm tính tần số góc của bé lắc đơn:
- công thức tính chu kì của con lắc đơn:
- công thức tính tần số của con lắc đơn:
- Như vậy: khi bé lắc đơn giao động điều hòa thì chu kì của chính nó không phụ thuộc vào vào cân nặng vật nặng cùng biên độ.
III. Con lắc đơn: khảo sát điều tra về khía cạnh năng lượng
1. Động năng của con lắc đơn
- cách làm tính rượu cồn năng của bé lắc đơn:
Wđ=12mv2">
2. Thế năng của bé lắc solo ở li độ góc α
- phương pháp tính thay năng của bé lắc đơn:
Wt=mgl(1−cosα)">
3. Cơ năng của nhỏ lắc đơn
- Cơ năng của nhỏ lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mất mọi ma sát, công thức tính cơ năng:
W=12mv2+mgl(1−cosα)">
W=12mv2+mgl(1−cosα)"> hay
W=12mv2+mgl(1−cosα)">IV. Bài tập về nhỏ lắc đối kháng và lời giải
° bài 1 trang 17 SGK vật dụng lý 12: Thế như thế nào là nhỏ lắc đơn? khảo sát dao hễ của con lắc solo về mặt cồn lực học. Chứng minh rằng lúc dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)), xê dịch của nhỏ lắc 1-1 là xê dịch điều hòa.
* lời giải bài 1 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:
+ giải thuật bài này là phần nội dung khảo sát về hễ lực học tập ở trên của bài bác viết.
- Xét bé lắc như hình sau:
- chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng từ trái sang trọng phải.
- Tai địa điểm M bất cứ vật m được khẳng định bởi li độ góc
◊ Lưu ý: α, s có giá trị dương lúc lệch ngoài vị trí cân đối theo chiều dương với ngược lại.
- Tại vị trí M, thiết bị chịu tính năng trọng lực và lực căng .
- lúc đó được so với thành 2 thành phần: theo phương vuông góc với lối đi và theo phương tiếp đường với quỹ đạo.
- Lực căng và thành phần vuông góc với lối đi nên ko làm thay đổi tốc độ của vật.
- yếu tố lực là khả năng kéo về có mức giá trị Pt = -mgsinα (1)
- trường hợp li độ góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) thì so sánh với khả năng kéo về của bé lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy lúc dao động bé dại
° Bài 2 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12: Viết công thức tính chu kì của con lắc 1-1 khi giao động nhỏ.
* Lời giải Bài 2 trang 17 SGK trang bị lý 12:
- Chu kì xê dịch của bé lắc đối kháng khi dao động nhỏ dại được tính theo công thức:
° Bài 3 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12: Viết biểu thức của đụng năng, cầm cố năng với cơ năng của bé lắc đơn ở vị trí có góc lệch α bất kì.
* Lời giải Bài 3 trang 17 SGK đồ vật lý 12:
- Động năng của con lắc tại địa chỉ góc lệch α bất kì:
- cụ năng của nhỏ lắc tại địa chỉ góc lệch α bất kì Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc tính vậy năng tại vị trí cân bằng).
- Cơ năng: Nếu bỏ qua mất mọi ma gần cạnh thì cơ năng của nhỏ lắc solo được bảo toàn.
W = Wt + Wđ = 
- Khi con lắc dao động: cồn năng tăng thì nỗ lực năng bớt và ngược lại.
° Bài 4 trang 17 SGK thứ lý 121: Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của bé lắc đối chọi dao động bé dại (sinα ≈ α (rad)) là:
A.
C.
* giải mã bài 4 trang 17 SGK đồ lý 121:
- Đáp án đúng: D.
° Bài 5 trang 17 SGK thiết bị lý 12: Hãy chọn giải đáp đúng: Một con lắc đơn xấp xỉ với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không biến đổi khi :
A. Thay đổi chiều dài của nhỏ lắc.
B. đổi khác gia tốc trọng trường
C. Tăng biên độ góc đến 30o
D. đổi khác khối lượng của nhỏ lắc.
* giải mã bài 5 trang 17 SGK thiết bị lý 12:
- Đáp án đúng: D. đổi khác khối lượng của bé lắc.
Xem thêm: 55+ Hình Nền Màu Trắng Trơn, Trắng Tinh Khiết Đẹp, Hình Nền Trắng Trơn, Trắng Tinh Khiết Đẹp
- Chu kì của con lắc đơn dựa vào vào l, g cùng biên độ góc không dựa vào vào khối lượng m. T không đổi khi chuyển đổi khối lượng m của nhỏ lắc.
° Bài 6 trang 17 SGK thứ lý 12: Một bé lắc đối chọi khi được thả không vận tốc đầu tự li độ góc α0. Khi con lắc đi qua vị trí cân bằng thì tốc độ của quả cầu bé lắc là bao nhiêu?
A.
B.
C.
D.
* giải thuật bài 6 trang 17 SGK vật lý 12:
- Đáp án đúng: C.
- Dùng định luật pháp bảo toàn cơ năng, tại biên và tại vị trí cân bằng. Khi bé lắc qua vị trí cân bằng thì núm năng bởi 0, đụng năng cựa đại (bằng cơ năng):