Bài trước chúng ta đã khảo sát điều tra về cồn lực học và tích điện của của nhỏ lắc lò xo, còn trong bài này họ sẽ tò mò về bé lắc đối chọi cũng với khảo sát điều tra về động lực học tập và tích điện của nó.Bạn đang xem: cách làm tính tần số con lắc đơn
Vậy nhỏ lắc đối kháng là gì? chu kỳ và tần số của bé lắc đơn được tính như vậy nào? núm năng của bé lắc đơn có gì khác so với bé lắc lò xo? họ cùng mày mò qua bài viết này, đồng thời thông qua đó giải các bài tập áp dụng về con lắc đơn.
Bạn đang xem: Tần số con lắc đơn
I. Con lắc solo là gì?
1. Định nghĩa bé lắc đơn
° bé lắc đơn là 1 hệ bao gồm một vật nhỏ dại khối lượng m, treo ngơi nghỉ đầu một tua dây ko dãn, cân nặng không xứng đáng kể, chiều dài l, đầu trên gai dây được treo vào điểm nắm định.
2. Vị trí cân bằng của nhỏ lắc đơn
- Là vị trí nhưng mà dây treo tất cả phương trực tiếp đứng.
- Kéo dịu quả cầu mang lại dây treo lệch khỏi vị trí cân đối một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động xung quanh vị trí thăng bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo với vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét coi dao động của nhỏ lắc đơn có phải là dao động điều hòa xuất xắc không?
II. Con lắc đơn: khảo sát về mặt hễ lực học
1. Khảo sát con lắc 1-1 về mặt rượu cồn lực học
- khảo sát con lắc đơn như hình trên
- trong lúc dao động, vật chịu tác dụng của trọng tải và lực căng . Trọng lực gồm 2 yếu tắc là và
- phù hợp lực của cùng là lực hướng chổ chính giữa giữ đến vật chuyển động trên cung tròn.
- Lực thành phần là khả năng kéo về và có giá trị sau: Pt=-mgsinα.
⇒ Vậy dao động của bé lắc đơn chưa phải là dao động điều hòa.
- Nếu li độ góc α nhỏ thì sinα≈α (rad) buộc phải lực kéo về gồm độ béo tỉ lệ cùng với li độ:
- đối chiếu với khả năng kéo về của bé lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l bao gồm vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy, khi dao động nhỏ dại thi sinα≈α (rad), bé lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình:
• Li độ cong: s = s0cos(ωt+φ). (cm,m);
• Li độ góc: α = α0cos(ωt+φ). (độ,rad);
* lưu lại ý:
° nhỏ lắc đơn xê dịch điều hòa khi góc lệch bé dại và bỏ qua mất mọi ma sát.
° s = l.α cùng s0 = l.α0 (với α và α0 có đơn vị chức năng rad).
2. Chu kì, tần số và tần số góc của nhỏ lắc đơn
- cách làm tính tần số góc của con lắc đơn:
- cách làm tính chu kì của bé lắc đơn:
- cách làm tính tần số của bé lắc đơn:
- Như vậy: khi bé lắc đơn dao động điều hòa thì chu kì của nó không phụ thuộc vào vào cân nặng vật nặng cùng biên độ.
III. Bé lắc đơn: khảo sát về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc đơn
- cách làm tính cồn năng của bé lắc đơn:
Wđ=12mv2">
2. Thế năng của nhỏ lắc đối chọi ở li độ góc α
- cách làm tính chũm năng của bé lắc đơn:
Wt=mgl(1−cosα)">
(với mốc tính thế năng ở đoạn cân bằng).
3. Cơ năng của con lắc đơn
- Cơ năng của bé lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ lỡ mọi ma sát, công thức tính cơ năng:
W=12mv2+mgl(1−cosα)">
(hằng số)
W=12mv2+mgl(1−cosα)"> hay
W=12mv2+mgl(1−cosα)">IV. Bài tập về con lắc đối chọi và lời giải
° bài 1 trang 17 SGK đồ lý 12: Thế nào là nhỏ lắc đơn? khảo sát dao rượu cồn của con lắc đơn về mặt hễ lực học. Minh chứng rằng lúc dao động bé dại (sinα ≈ α (rad)), xê dịch của bé lắc đơn là xê dịch điều hòa.
* lời giải bài 1 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12:
+ giải mã bài này là phần nội dung điều tra khảo sát về rượu cồn lực học tập ở bên trên của bài xích viết.
- Xét con lắc như hình sau:
- từ bỏ vị trí cân đối kéo vơi quả ước lệch ngoài vị trí cân đối một góc bé dại rồi thả ra. Con lắc xấp xỉ quanh vị trí cân nặng bằng.
- lựa chọn gốc tọa độ trên vị trí cân nặng bằng, chiều dương phía từ trái sang trọng phải.
- Tai địa chỉ M bất kỳ vật m được xác định bởi li độ góc
α tốt về li độ cong là S = cung OM = l.α
◊ Lưu ý: α, s có mức giá trị dương lúc lệch khỏi vị trí thăng bằng theo chiều dương cùng ngược lại.
- Tại vị trí M, thứ chịu công dụng trọng lực và lực căng .
- lúc đó được so với thành 2 thành phần: theo phương vuông góc với lối đi và theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo.
- Lực căng và yếu tắc vuông góc với đường đi nên ko làm thay đổi tốc độ của vật.
- nguyên tố lực là khả năng kéo về có mức giá trị Pt = -mgsinα (1)
- nếu như li độ góc α bé dại thì sinα ≈ α (rad) thì so sánh với sức kéo về của con lắc lò xo F = -kx. Ta thấy mg/l có vai trò của k ⇒ l/g = m/k
⇒ Vậy khi dao động nhỏ , con lắc đơn xê dịch điều hòa với phương trình: s = s0.cos(ωt + φ)
° Bài 2 trang 17 SGK thứ lý 12: Viết bí quyết tính chu kì của nhỏ lắc 1-1 khi dao động nhỏ.
* Lời giải Bài 2 trang 17 SGK đồ vật lý 12:
- Chu kì giao động của bé lắc 1-1 khi dao động bé dại được tính theo công thức:
° Bài 3 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 12: Viết biểu thức của động năng, cầm năng với cơ năng của bé lắc đơn tại đoạn có góc lệch α bất kì.
* Lời giải Bài 3 trang 17 SGK đồ vật lý 12:
- Động năng của nhỏ lắc tại địa chỉ góc lệch α bất kì:
- cố gắng năng của bé lắc tại địa điểm góc lệch α bất kì Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc tính cố gắng năng tại vị trí cân nặng bằng).
- Cơ năng: Nếu bỏ qua mất mọi ma liền kề thì cơ năng của nhỏ lắc đối kháng được bảo toàn.
W = Wt + Wđ =
= hằng số
- Khi bé lắc dao động: hễ năng tăng thì nỗ lực năng sút và ngược lại.
° Bài 4 trang 17 SGK đồ lý 121: Hãy chọn đáp án đúng. Chu kì của nhỏ lắc đối kháng dao động nhỏ dại (sinα ≈ α (rad)) là:
A.
B.
C.
D.
* giải thuật bài 4 trang 17 SGK thiết bị lý 121:
- Đáp án đúng: D.
° Bài 5 trang 17 SGK thứ lý 12: Hãy chọn giải đáp đúng: Một nhỏ lắc đơn giao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không chuyển đổi khi :
A. đổi khác chiều dài của bé lắc.
B. Biến hóa gia tốc trọng trường
C. Tăng biên độ góc đến 30o
D. đổi khác khối lượng của nhỏ lắc.
Xem thêm: Trường Nguyễn Quốc Trinh, Đại Áng, Thanh Trì, Hn, Thpt Nguyễn Quốc Trinh
* giải mã bài 5 trang 17 SGK vật dụng lý 12:
- Chu kì của con lắc đơn phụ thuộc vào l, g và biên độ góc không phụ thuộc vào trọng lượng m. T không thay đổi khi biến đổi khối lượng m của bé lắc.
° Bài 6 trang 17 SGK vật dụng lý 12: Một con lắc đối chọi khi được thả không gia tốc đầu trường đoản cú li độ góc α0. Khi con lắc đi qua vị trí thăng bằng thì tốc độ của quả cầu nhỏ lắc là bao nhiêu?