Bài trước bọn họ đã điều tra về động lực học tập và năng lượng của của bé lắc lò xo, còn trong bài xích này bọn họ sẽ mày mò về bé lắc đối chọi cũng với điều tra khảo sát về rượu cồn lực học và tích điện của nó.

Bạn đang xem: Tần số của con lắc đơn


Vậy con lắc đối chọi là gì? chu kỳ và tần số của con lắc 1-1 được tính như thế nào? cầm năng của nhỏ lắc đơn có gì khác so với bé lắc lò xo? bọn họ cùng khám phá qua nội dung bài viết này, đồng thời qua đó giải những bài tập áp dụng về bé lắc đơn.

I. Con lắc đối chọi là gì?

1. Định nghĩa bé lắc đơn

° bé lắc đơn là 1 trong những hệ có một vật nhỏ dại khối lượng m, treo sinh sống đầu một tua dây không dãn, khối lượng không xứng đáng kể, chiều nhiều năm l, đầu trên tua dây được treo vào điểm nắm định.

*

2. Vị trí thăng bằng của con lắc đơn

- Là vị trí nhưng dây treo tất cả phương trực tiếp đứng.

- Kéo vơi quả cầu đến dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy nhỏ lắc dao động xung quanh vị trí cân đối trong mặt phẳng trực tiếp đứng trải qua điểm treo với vị trí ban đầu của vật. Ta hãy xét coi dao động của con lắc đơn có phải là dao động điều hòa tuyệt không?

II. Bé lắc đơn: điều tra khảo sát về mặt cồn lực học

1. Khảo sát điều tra con lắc đơn về mặt hễ lực học

- điều tra con lắc đơn như hình trên

- trong những lúc dao động, vật chịu tính năng của trọng lực  và lực căng . Trọng lực  gồm 2 nguyên tố là  và 

*

- đúng theo lực của  và  là lực hướng trung khu giữ đến vật chuyển động bên trên cung tròn.

- Lực thành phần  là khả năng kéo về và có mức giá trị sau: Pt=-mgsinα.

⇒ Vậy dao động của con lắc đơn không hẳn là dao động điều hòa.

- Nếu li độ góc α nhỏ dại thì sinα≈α (rad) đề xuất lực kéo về có độ mập tỉ lệ với li độ: 

- đối chiếu với khả năng kéo về của con lắc lốc xoáy F = -kx. Ta thấy mg/l gồm vai trò của l/g = m/k

⇒ Vậy, khi dao động nhỏ thi sinα≈α (rad), con lắc solo 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);

* giữ ý:

 ° bé lắc đơn xấp xỉ điều hòa khi góc lệch nhỏ tuổi và làm lơ mọi ma sát.

 ° s = l.α với s0 = l.α0 (với α và α0 có đơn vị rad).

2. Chu kì, tần số và tần số góc của bé lắc đơn

- bí quyết tính tần số góc của bé lắc đơn: 

*

- bí quyết tính chu kì của bé lắc đơn:  

- phương pháp tính tần số của bé lắc đơn: 

*

- Như vậy: khi nhỏ lắc đơn xê dịch điều hòa thì chu kì của chính nó không phụ thuộc vào trọng lượng vật nặng cùng biên độ.

III. Bé lắc đơn: điều tra khảo sát về mặt năng lượng

1. Động năng của bé lắc đơn

- công thức tính rượu cồn năng của nhỏ lắc đơn:

Wđ=12mv2"> 

2. Thế năng của bé lắc solo ở li độ góc α

- bí quyết tính núm năng của bé lắc đơn:

Wt=mgl(1−cos⁡α)"> 

*
 (với mốc tính thế năng tại phần cân bằng).

3. Cơ năng của con lắc đơn

- Cơ năng của con lắc đối chọi được bảo toàn nếu làm lơ mọi ma sát, cách làm tính cơ năng:

W=12mv2+mgl(1−cos⁡α)"> 

*
 (hằng số)

W=12mv2+mgl(1−cos⁡α)"> hay 

*

W=12mv2+mgl(1−cos⁡α)">IV. Bài bác tập về nhỏ lắc solo và lời giải

° bài xích 1 trang 17 SGK vật dụng lý 12: Thế như thế nào là bé lắc đơn? điều tra khảo sát dao rượu cồn của nhỏ lắc đối kháng về mặt động lực học. Chứng minh rằng khi dao động nhỏ tuổi (sinα ≈ α (rad)), dao động của nhỏ lắc đơn là giao động điều hòa.

* giải mã bài 1 trang 17 SGK đồ dùng lý 12: 

+ giải mã bài này là phần nội dung khảo sát về rượu cồn lực học ở bên trên của bài xích viết.

- Xét con lắc như hình sau:

*
- trường đoản cú vị trí cân đối kéo dịu quả mong lệch khỏi vị trí cân đối một góc nhỏ dại rồi thả ra. Nhỏ lắc giao động quanh vị trí cân bằng.

- lựa chọn gốc tọa độ trên vị trí cân nặng bằng, chiều dương hướng từ trái quý phái phải.

- Tai địa điểm M bất cứ vật m được khẳng định bởi li độ góc

*
α giỏi về li độ cong là S = cung OM = l.α

Lưu ý: α, s có mức giá trị dương lúc lệch khỏi vị trí cân đối theo chiều dương và ngược lại.

- Tại địa điểm M, vật dụng chịu chức năng trọng lực  và lực căng .

- khi đó  được phân tích thành 2 thành phần:  theo phương vuông góc với đường đi và  theo phương tiếp con đường với quỹ đạo.

- Lực căng  và thành phần  vuông góc với lối đi nên ko làm đổi khác tốc độ của vật.

- nhân tố lực  là sức lực kéo về có mức giá trị Pt = -mgsinα (1)

- nếu li độ góc α bé dại thì sinα ≈ α (rad) thì  so sánh với sức kéo về của nhỏ lắc xoắn ốc F = -kx. Ta thấy mg/l tất cả vai trò của k ⇒ l/g = m/k

⇒ Vậy khi dao động nhỏ tuổi , nhỏ lắc đơn xấp xỉ điều hòa với phương trình: s = s0.cos(ωt + φ)

° Bài 2 trang 17 SGK đồ vật lý 12: Viết phương pháp tính chu kì của nhỏ lắc đối kháng khi dao động nhỏ.

* Lời giải Bài 2 trang 17 SGK vật lý 12:

- Chu kì xê dịch của nhỏ lắc 1-1 khi dao động nhỏ tuổi được tính theo công thức:  

° Bài 3 trang 17 SGK vật dụng lý 12: Viết biểu thức của rượu cồn năng, nắm năng và cơ năng của con lắc đơn tại đoạn có góc lệch α bất kì.

* Lời giải Bài 3 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:

- Động năng của bé lắc tại địa điểm góc lệch α bất kì: 

- cố năng của con lắc tại địa chỉ góc lệch α bất kỳ Wt = mgl.(1 – cosα) (mốc tính chũm năng trên vị trí cân nặng bằng).

- Cơ năng: Nếu bỏ qua mọi ma tiếp giáp thì cơ năng của nhỏ lắc 1-1 được bảo toàn.

 W = Wt + Wđ =

*
 = hằng số

- Khi con lắc dao động: động năng tăng thì nuốm năng bớt và ngược lại.

° Bài 4 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 121: Hãy chọn câu trả lời đúng. Chu kì của con lắc 1-1 dao động nhỏ dại (sinα ≈ α (rad)) là:

A.

*
B.
*

C.

*
D.

* lời giải bài 4 trang 17 SGK đồ gia dụng lý 121:

- Đáp án đúng: D.

° Bài 5 trang 17 SGK thứ lý 12: Hãy chọn đáp án đúng: Một nhỏ lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của bé lắc không biến hóa khi :

A. Biến hóa chiều dài của nhỏ lắc.

B. Chuyển đổi gia tốc trọng trường

C. Tăng biên độ góc mang lại 30o

D. Biến hóa khối lượng của con lắc.

* lời giải bài 5 trang 17 SGK đồ dùng lý 12:

- Đáp án đúng: D. Biến đổi khối lượng của nhỏ lắc.

Xem thêm: Hệ Số Ldr Là Gì ? Và Cách Tính ? Thanh Khoản Ngân Hàng Báo Hiệu Mỏng Dần

- Chu kì của nhỏ lắc đơn nhờ vào vào l, g với biên độ góc không phụ thuộc vào cân nặng m. T không thay đổi khi chuyển đổi khối lượng m của bé lắc.

° Bài 6 trang 17 SGK thiết bị lý 12: Một con lắc đơn khi được thả không tốc độ đầu tự li độ góc α0. Khi con lắc đi qua vị trí cân đối thì tốc độ của trái cầu bé lắc là bao nhiêu?

A. 

*

B. 

*

C. 

D. 

*

* giải mã bài 6 trang 17 SGK vật lý 12: 

- Đáp án đúng: C. 

- Dùng định chế độ bảo toàn cơ năng, trên biên cùng tại vị trí cân bằng. Khi nhỏ lắc qua vị trí cân đối thì nắm năng bởi 0, hễ năng cựa đại (bằng cơ năng):