Phân tích sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng trong dao động điều hoà ở một số ví dụ trong đời sống.
Ví dụ về dao động điều hoà trong đời sống: Con lắc của đồng hồ hồ quả lắc
Khi con lắc ở vị trí biên thì thế năng cực đại, động năng bằng không, khi con lắc tiến về VTCB thì thế năng giảm dần về 0 và động năng tăng dần đến giá trị cực đại. Trong quá trình dao động, thế năng và động năng chuyển hoá qua lại lẫn nhau, nếu bỏ qua mọi ma sát thì tổng động năng và thế năng không đổi.
Gói VIP thi online tại VietJack (chỉ 400k/1 năm học), luyện tập gần 1 triệu câu hỏi có đáp án chi tiết
Một con lắc lò xo có vật nặng khối lượng 0,4 kg, dao động điều hoà. Đồ thị vận tốc v theo thời gian t như Hình 5.7.
Tính:
a) Vận tốc cực đại của vật;
b) Động năng cực đại của vật;
c) Thế năng cực đại của con lắc;
d) Độ cứng k của lò xo.
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 100 N/m, vật nặng có khối lượng m = 200 g, dao động điều hoà với biên độ A = 5 cm.
a) Xác định li độ của vật tại thời điểm động năng của vật bằng 3 lần thế năng của con lắc.
b) Xác định tốc độ của vật khi vật qua vị trí cân bằng.
c) Xác định thế năng của con lắc khi vật có li độ x = -2,5 cm.
Hình 5.4 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hoà theo thời gian.
a) Động năng và thế năng của vật thay đổi như thế nào trong các khoảng thời gian: từ 0 đến , từ đến , từ đến , từ đến T.
b) Tại các thời điểm: , động năng và thế năng của vật có giá trị như thế nào (tính theo W). Nghiệm lại để thấy ở mỗi thời điểm đó Wđ + Wt = W.
Hình 5.3 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hoà theo li độ. Hãy phân tích sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng bằng đồ thị.
Ở lớp 10, khi học về chuyển động của vật, ta đã biết có sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của vật. Vậy trong dao động điều hoà có sự chuyển hoá tương tự không?
Làm thí nghiệm để xác nhận rằng khi góc lệch thì chu kì của con lắc đơn gần như không phụ thuộc vào biên độ dao động.
Một con lắc lò xo có độ cứng k và vật nặng có khối lượng m.
1. Tính chu kì T.
2. Đo chu kì T bằng đồng hồ. So sánh hai kết quả thu được với kết quả tính ở Câu 1.