Lý thuyết Con lắc đơn (hay, chi tiết nhất)



Bài viết Lý thuyết Con lắc đơn với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lý thuyết Con lắc đơn.

Bài giảng: Con lắc đơn - Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)

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

Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     * Xét một con lắc đơn: vật có khối lượng, sợi dây có chiều dài l, không dãn.

     - Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ ở VTCB ( vị trí dây treo thẳng đứng). khi đó vị trí của vật được xác định bởi li độ cong (dài) s và li độ góc α. Với s = α.l

     - Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P, lực căng dây T.

     - Theo Định luật II Niu-tơn ta có: P + T = ma (1)

     - Chiếu (1) lên phương chuyển động ta có:

     - Psin⁡α = ma

     → Dao động của con lắc đơn nói chung không dao động điều hòa

     Xét: TH góc α nhỏ thì sin⁡α ≈ α (rad) khi đó ta có pt:

Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     ⇔ a = s" = -(g/l)s ( phương trình vi phân cấp 2)

     Nghiệm của phương trình trên có dạng: s = S0cos⁡(ωt + φ) hay: α = α0 cos⁡(ωt + φ) (với S0 = α0l

     Với Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     S0, α0,φ∶ được xác định từ điều kiện ban đầu của bài toán.

     Thế năng trọng trường của con lắc đơn:

     Wt = mgh = mgl(1 - cos⁡α)

     Cơ năng của con lắc:

     W = Wđ + Wt = Wtmax = mgl(1 - cos⁡α0)

     Động năng của con lắc đơn:

     Wđ = W - Wt = mgl(cos⁡α - cos⁡α0) = (mv2)/2

     → Vận tốc của vật: Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

     - Trong con lắc đơn: thành phần Psin⁡α đóng vai trò là lực kéo về.

     Chiếu (1) lên phương sợi dây ta có:Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ(do vật chuyển động tròn)

     → Lực căng dây Con lắc đơn - Lý thuyết Vật Lý 12 đầy đủ

Xem thêm các bài Lý thuyết Vật Lí lớp 12 hay khác:


dao-dong-co.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác