Chương I: Năng lượng dao động của con lắc lò xo
Chương I: Bài tập đồ thị của dao động điều hòa, dao động cơ
Năng lượng dao động của con lắc lò xo=động năng dao động của con lắc lò xo + thế năng dao động của con lắc lò xo
1/ Động năng của con lắc lò xo
Một con lắc lò xo dao động điều hòa với phương trình
trong đó:
- tần số góc ω=√kmω=km => k=mω2
vận tốc tức thời của con lắc
2/ Thế năng của con lắc lò xo:
3/ Cơ năng của con lắc lò xo:
Trong quá trình dao động điều hòa k,A,m là các đại lượng không đổi => cơ năng của con lắc lò xo là một đại lượng bảo toàn.
Chương I: Năng lượng dao động của con lắc lò xo
Trong quá trình dao động điều hòa của con lắc lò xo: khi chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên (vận tốc của vật giảm dần) => động năng của con lắc giảm dần, độ biến dạng của con lắc lò xo tăng dần => thế năng tăng dần => có sự chuyển hóa năng lượng từ động năng của con lắc thành thế năng của con lắc
tại biên (xmax=A; v=0) =>
Wđ=0 => (Wt)max = 0,5kA2 = W
Khi vật chuyển động từ vị trí biên về vị trí cân bằng, vận tốc của vật tăng dần => động năng tăng dần, độ biến dạng của lò xo giảm dần => thế năng giảm dần => có sự chuyển hóa năng lượng từ thế năng thành động năng
tại vị trí cân bằng (x =0; vmax=Aω)
Wt = 0 => (Wđ)max = 0,5mω2A2 = W
Bài tập 1: xác định vị trí li độ của con lắc lò xo mà tại đó Wđ=Wt
Hướng dẫn
Wt + Wđ=W => 2Wt=W => 2.0,5kx2=0,5kA2 => x=±A√2x=±A2
Bài tập 2: xác định vị trí li độ của con lắc lò xo mà tại đó Wđ=3Wt
Hướng dẫn
Wt + Wđ=W => 4Wt=W => 4.0,5kx2=0,5kA2 => x=±A2x=±A2
Bài tập 3: xác định vị trí li độ của con lắc lò xo mà tại đó Wđ=nWt
Hướng dẫn
Wt + Wđ=W => (n+1)Wt=W => (n+1).0,5kx2=0,5kA2 => \[\displaystyle \displaystyle x=\pm \frac{A}{\sqrt{n+1}}