Vật Lí 12 - Bài 2 Con lắc lò xo

Vật Lí 12 - Bài 2 Con lắc lò xo

I. Khái niệm

Con lắc lò xo: gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể.

II. Khảo sát dao động của con lắc lò xo về mặt dao động lực

Con lắc lò xo

Con lắc lò xo

a. Xét vật ở li độ x, lò xo dãn một đoạn Δl=x, lực đàn hồi F=kΔl

Tổng lực tác dụng lên vật: F=kx

Theo định luật II Niu tơn: a=kmx

Đặt: ω2=kma+ω2x=0

b. Dao động của con lắc lò xo là dao động điều hòa

- Tần số góc: ω2=kma+ω2x=0

- Chu kì: T=2πmk

- Lực kéo về:

+ Biểu thức: T=2πmk

+ Đặc điểm: 

  • Là lực gây ra gia tốc cho vật dao động.

  • Luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về. Lực kéo về có độ lớn tỉ lệ với li độ và gây gia tốc cho vật dao động điều hòa.

  • Biến thiên điều hoà cùng tần số với li độ.

1.3. Khảo sát dao động của lò xo về mặt năng lượng

a. Động năng của con lắc lò xo

Wd=12mv2(J)

b. Thế năng của con lắc lò xo

Wt=12kx2(J)

- Chú ý: Thế năng và động năng của con lắc lò xo biến thiên điều hòa với chu kì T2.

c. Cơ năng của con lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng

- Cơ năng của con lắc

W=12mv2+12kx2(J)

Khi không có ma sát thì cơ năng của con lắc được bảo toàn. Nó chỉ biến đổi từ thế năng sang động năng và ngược lại:

W=12kA2=12mω2A2= hằng số

- Nhận xét

  • Động năng và thế năng biến thiên cùng tần số góc 2ω, tần số 2f, chu kỳ T2.

  • Thời gian liên tiếp giữa 2 lần động năng bằng thế năng là T4.

  • Cơ năng của con lắc lò xo luôn được bảo toàn và tỉ lệ với bình phương biên độ dao động.


Related posts:

Đăng nhận xét

Mới hơn Cũ hơn

Recent in Sports

Photography

Discuss

×Close
Icon-Zalo Zalo Icon-Messager Messenger Icon-Youtube Youtube Icon-Instagram Tiktok