Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/fonts/TeX/fontdata.js

Giải bài 3 trang 13 – Bài 2 - SGK môn Vật lý lớp 12

Viết công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.
Khi con lắc lò xo dao động điều hòa thì động năng và thế năng của con lắc biến đổi qua lại như thế nào?
Lời giải:

- Động năng:

wd=12mv2=12mA2ω2sin2(ωt+φ) với: 

wd: Động năng của con lắc lò xo (J)
m: khối lượng của vật (kg)
v: vận tốc của vật (m/s)
- Thế năng (Chọn gốc thế năng đàn hồi tại vị trí cân bằng của vật):
wt=12kx2
Trong đó: 
wt: thế năng đàn hồi (J)
k: độ cứng lò xo (N/m)
x: li độ (m)
- Cơ năng: bằng tổng động năng và thế năng
w=12mv2+12kx2 hay w=12kA2=12mA2ω2=hằng sốVì khi con lắc dao động điều hòa, động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, động năng giảm thì thế năng tăng.

Ghi nhớ:

- Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.

- Công thức của lực kéo về tác dụng vào con lắc lò xo là:

f=kx

trong đó x là li độ của vật m; k là độ cứng của lò xo; dấu trừ chỉ rằng lực F luôn luôn hướng về vị trí cân bằng. 

- Chu kì dao động của con lắc lò xo là: T=2πmk 

- Động năng của con lắc lò xo là: 

Wđ=12mv2 (m là khối lượng của vật)

- Thế năng của con lắc lò xo (mốc thế năng ở vị trí cân bằng):

Wt=12kx2 (x là li độ của vật m)

- Cơ năng của con lặc lò xo:

W=12mv2+12kx2 hay: W = 12kA2=12mω2A2= hằng số

- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.

Mục lục Chương 1: Dao động cơ theo chương Chương 1: Dao động cơ - Giải bài tập SGK Vật lý 12