Lý thuyết Con lắc đơn (hay, chi tiết nhất)

Bài viết Lý thuyết Con lắc đơn hay, chi tiết giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Con lắc đơn.

Lý thuyết Con lắc đơn

(199k) Xem Khóa học Vật Lí 12 KNTTXem Khóa học Vật Lí 12 CDXem Khóa học Vật Lí 12 CTST

Bài giảng: Con lắc đơn - Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)

I) Khái niệm:

- Con lắc đơn gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, có chiều dài l

II) Phương trình dao động:

* Xét một con lắc đơn: vật có khối lượng, sợi dây có chiều dài l, không dãn.

- Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ ở VTCB ( vị trí dây treo thẳng đứng). khi đó vị trí của vật được xác định bởi li độ cong (dài) s và li độ góc α. Với s = α.l

- Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P→, lực căng dây T→.

- Theo Định luật II Niu-tơn ta có: P→ + T→ = ma→ (1)

- Chiếu (1) lên phương chuyển động ta có:

- Psin⁡α = ma

→ Dao động của con lắc đơn nói chung không dao động điều hòa

Xét: TH góc α nhỏ thì sin⁡α ≈ α (rad) khi đó ta có pt:

⇔ a = s" = -(g/l)s ( phương trình vi phân cấp 2)

Nghiệm của phương trình trên có dạng: s = S0cos⁡(ωt + φ) hay: α = α0 cos⁡(ωt + φ) (với S0 = α0l

Với

S0, α0,φ∶ được xác định từ điều kiện ban đầu của bài toán.

III) Năng lượng trong con lắc đơn:

Thế năng trọng trường của con lắc đơn:

Wt = mgh = mgl(1 - cos⁡α)

Cơ năng của con lắc:

W = Wđ + Wt = Wtmax = mgl(1 - cos⁡α0)

Động năng của con lắc đơn:

Wđ = W - Wt = mgl(cos⁡α - cos⁡α0) = (mv2)/2

→ Vận tốc của vật:

IV) Lực trong con lắc đơn:

- Trong con lắc đơn: thành phần Psin⁡α đóng vai trò là lực kéo về.

Chiếu (1) lên phương sợi dây ta có:(do vật chuyển động tròn)

→ Lực căng dây

(199k) Xem Khóa học Vật Lí 12 KNTTXem Khóa học Vật Lí 12 CDXem Khóa học Vật Lí 12 CTST

Xem thêm Lý thuyết Vật Lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

• Lý thuyết Dao động điều hòa
• Lý thuyết Con lắc lò xo
• Lý thuyết Dao động tắt dần - Dao động cưỡng bức
• Lý thuyết Tổng hợp hai dao động điều hòa cùng phương cùng tần số - Phương pháp giản đồ Fre-nen