Con lắc đơn là phần kiến thức vật lý quan yếu trong CHƯƠNG trình THPT. Nắm vững được con lắc đơn, các em có thể ứng dụng giải các bài số tập từ cơ bản tới tăng trong đề thi THPT QG. cộng Vui học phân tách về con lắc đơn và thực hiện giải những bài tập số tập cực kỳ chất lượng trong bài tập số viết Đây nhé!
1. Lý thuyết con lắc đơn
1.1. Con lắc đơn là gì?
Con lắc đơn được khái niệm là một hệ thống bao gồm một vật nhỏ sở hữu khối lượng là m, treo tại 1 sợi dây không đàn hồi mang độ dài là l, khối lượng ko đáng nhắc.
1.2. Vị trí cân bằng của con lắc đơn
Vị trí cân bằng của con lắc đơn lớp 12 là vị trí mà dây treo với phương thẳng đứng. lúc ta kéo nhẹ quả cầu cho dây treo bị lệch khỏi vị trí thăng bằng 1 góc bất kỳ rồi thả ra, ta thấy con lắc đơn chịu tác dụng của ngoại lực với hiện tượng nghiêng ngả lòng vòng vị trí thăng bằng trong mặt phẳng đứng đi qua vị trí ban sơ của vật và điểm treo.
hai. Tổng hợp những công thức về con lắc đơn
hai.1. Phương trình ngả nghiêng
Ta có phương trình ngả nghiêng của con lắc đơn mang Dạng số như sau:
giải thích các doanh nghiệp trong phương trình:
s: cung nao núng (cm, m,...)
S: biên độ cung (cm, m,...)
α: li độ góc (rad)
α0: biên độ góc (rad)
ω=√g1 (rad/s) (g là gia tốc trọng trường và một là chiều dài của dây treo)
2.2. Chu kì và tần số
Công thức tính chu kỳ:
Công thức tính tần số:
Lưu ý:
- Con lắc đơn với chiều dài bằng l1 thì sẽ ngả nghiêng sở hữu tần số là f1.
- Con lắc đơn mang chiều dài là l2 thì sẽ nao núng mang tần số là f2.
- Con lắc đơn sở hữu chiều dài thì sẽ dao động sở hữu chu kỳ và tần số là:
2.3. véc tơ vận tốc tức thời và lực căng dây
Công thức tính vận tốc:
Công thức tính lực căng dây T:
T = mg (3cosα – 2cosα0)
⇒ Tmax = mg(3 – 2cosα0) (vật ngang qua vị trí cân bằng)
⇒ Tmin = mg(cosα0) (vật đạt vị trí biên)
hai.4. Cơ năng, động năng, thế năng
- khi bỏ qua ma sát, cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn:
W = 1212mv2 + mgl(1 = cosα)=hằng số
- Động năng của con lắc đơn:
- Thế năng của con lắc đơn tính ở ly độ góc :
Wt = mgl(1 - cosα) (mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng)
từ 3 công thức cơ năng động năng và thế năng của con lắc đơn, ta sở hữu công thức tính năng lượng của con lắc đơn như sau:
W = Wđ + Wt
Trong đó:
W: Cơ năng của con lắc đơn
Wđ = 12mv2: Động năng của con lắc đơn (J)
Wdmax = 1212mω2S2=12mv02
Wt = m.g.h = mgl(1 - cosα): Thế năng của con lắc đơn (J)
⇒ Wdmax=mgl(1 - cosα0)
tương tự như con lắc lò xo, con lắc đơn có năng lượng luôn được bảo toàn.
W = Wd + Wt = 1212mv2 + mgl(1 - cosα)
= Wđmax = 1212mω2S2=12mv02
= Wtmax = mgl(1 - cosα)
hai.5. Lực kéo về
Lực kéo về (hay còn gọi là lực hồi phục) tác dụng lên con lắc đơn có độ lớn bằng:
|F| = mω2s = mgα (α tính bằng rad)
3. ứng dụng của con lắc đơn
Con lắc đơn mang hồ hết áp dụng thực tại trong cuộc sống chuyên dụng cho con người, điển hình là dùng Nhằm Để xác định gia tốc rơi tự do trong ngành địa chất như sau:
- Đo thời kì t của con lắc đơn lúc thực hành n nao núng toàn phần, công thức là: T=tn
- Tính gia tốc trọng trường có công thức g=4π2lT24
- Lặp lại thể nghiệm đa Dạng số lần, sau đó tính giá trịnh trung bình g ở những lần đo và ta được gia tốc rơi tự do tại nơi đó.
4. 1 số bài số tập về con lắc đơn trong khoảng cơ bản tới nâng cao (có lời giải)
Nguồn tham khảo tại: https://vuihoc.vn/tin/thpt-con-lac-don-1139.html