Bám giáp chương trình của SGK thứ lí lớp 12, aryannations88.com trình làng với các bạn đọc bài xích thứ 3 vào chương 1: dao động là bài xích Con lắc đơn. Trong bài xích này, chúng ta sẽ thuộc khảo sát quá trình dao hễ của con lắc đơn. Trong đk nào thì bé lắc đơn có thể dao đụng điều hòa?


*

A. Lý thuyết

I. Cố kỉnh nào là con lắc đơn?

1. Khái niệm:

Con lắc đơn là 1 trong những hệ có một vật bé dại khối lượng m, treo ở đầu một tua dây ko dãn, khối lượng không xứng đáng kể, chiều lâu năm l.

Bạn đang xem: Ứng dụng con lắc đơn

*

2. Vị trí cân bằng:

Là vị trí cơ mà dây treo của nhỏ lắc tất cả phương thẳng đứng, trong mẫu vẽ trên là địa chỉ O.

II. điều tra khảo sát dao đụng vủa bé lắc 1-1 về mặt đụng lực học

1. Chọn hệ quy chiếu:

Chọn chiều dương tự trái qua phải.

Gốc tọa độ cong trên vị trí cân đối O.

Gốc thời gian là thời điểm con lắc ban đầu dao động.

Tại thời khắc t, địa chỉ của bé lắc được xác minh bởi li độ góc $alpha = widehatOQD$ (hoặc li độ cung s = cung OD = l.$alpha$) (s cùng $alpha$ có giá trị dương).

*

2. Những lực tác dụng vào bé lắc:

Trọng lực $overrightarrowP$ với lực căng dây $overrightarrowT$.

Phân tích trọng lực $overrightarrowP$ thành 2 thành phần:

$overrightarrowP_n$: yếu tố theo phương vuông góc cùng với quỹ đạo.$overrightarrowP_t$: nguyên tố theo phương tiếp đường với quỹ đạo.

Lực căng dây $overrightarrowT$ với thành phần $overrightarrowP_n$ vuông góc cùng với quỹ đạo đề xuất không làm biến đổi vận tốc của vật.

Lực kéo về: $overrightarrowP_t = - m.g.sin alpha$ (*)

Từ (*) ta thấy, giao động của nhỏ lắc đơn nhìn chung chưa hẳn là xấp xỉ điều hòa.

Khi góc$alpha $ hết sức nhỏ, sức lực kéo về tỉ lệ thuận với li độ, lúc này, bé lắc đơn xấp xỉ điều hòa theo phương trình:

$s = s_0. cos (omega t + varphi )$

với chu kì:$T = 2pi .sqrtfraclg$, biên độ dao động: $s_0 = l.alpha _0$

III. Khảo sát dao động của con lắc 1-1 về khía cạnh năng lượng

1. Động năng của nhỏ lắc đơn:

Là đụng năng của vật dụng (coi là hóa học điểm)

$W_đ = frac12.m.v^2$

2. Núm năng của bé lắc đơn:

Là gắng năng trọng trường của vật.

Xem thêm: Chiêm Tinh 12 Cung Hoàng Đạo, Giải Mã Tính Cách Ý Nghĩa Của 12 Chòm Sao

Chọn mốc nuốm năng là vị trí cân bằng, gắng năng của bé lắc đơn ở trong phần li độ góc $alpha$ được tính theo phương pháp sau:

$W_t = m.g.l.(1 - cos alpha )$

3. Cơ năng của con lắc đơn:

Cơ năng của bé lắc đơn là tổng rượu cồn năng và ráng năng của nó. Nếu làm lơ mọi ma sát, cơ năng của đồ vật được bảo toàn.

$W = frac12.m.v^2 + m.g.l.(1 - cos alpha )$ = const

IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi từ bỏ do

Trong thực tế, các nhà khoa học áp dụng con lắc solo vào việc xác định gia tốc trọng trường của một địa điểm nào đó. Khi các yếu tố của bé lắc như chiều dài l (m) của con lắc, chu kì dao động T (s) của bé lắc bằng những phép đo thực nghiệm; ta rất có thể xác định vận tốc rơi thoải mái theo công thức: