Trả lời câu hỏi C2 trang 12 – Bài 2 - SGK môn Vật lý lớp 12
Hãy cho biết một cách định tính, thế năng và động năng của con lắc thay đổi thế nào khi nó đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng và từ vị trí cân bằng đến vị trí biên.
Con lắc đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì li độ x giảm dần ⇒ thế năng wtgiảm dần ⇒ động năng wđtăng dần
Tại vị trí cân bằng O: giá trị x=0⇒ thế năng wt=0 ⇒ động năng cực đại wđmax
Con lắc đi từ vị trí cân bằng đến vị trí biên: giá trị x tăng dần ⇒ thế năng wttăng dần ⇒ động năng wđgiảm dần
Tại biên: li độ đạt cực đại: xmax =A ⇒ thế năng cực đại wtmax ⇒ động năng wđ=0
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=2π√mk
- 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.