Lý thuyết Vật lý 12 bài 2. Bé lắc lò xo

I. Con lắc lò xo

Xét một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ tất cả khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo bao gồm độ cứng k và tất cả khối lượng ko đáng kể; đầu kia của lò xo được giữ cố định. Vật m tất cả thể trượt trên một mặt phẳng nằm ngang không có ma sát

*

Vị trí cân bằng của vật là vị trí khi lò xo không biến dạng (Hình a).

Bạn đang xem: Vật lý 12 bài 2

Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng đến lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay (Hình b), ta thấy vậtdao động bên trên một đoạn thẳng xung quanh vị trí cân nặng bằng (Hình c với d).

Ta hãy xét xem dao động của vật m (hay của nhỏ lắc lò xo) tất cả phải là dao động điều hòa giỏi không?

II Khảo sát dao động của nhỏ lắc lốc xoáy về mặt động lực học

- Chọn trục tọa độ x như hình trên, thì lực đàn hồi của lốc xoáy là:F = −kx

- Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta được:

*

- Đặt

*

, ta đúc rút kết luận:

Dao động của bé lắc lốc xoáy là dao động điều hòa theo phương trìnhx = Acos(ωt + φ)

Tần số góc và chu kì của con lắc lốc xoáy lần lượt là :

Tần số góc:

*

Chu kì dao động của bé lắc lốc xoáy là:

*

- Lực luôn hướng về vị trí cân nặng bằng gọi là lực kéo về, bao gồm độ lớn tỉ lệ với li độ là lực tạo ra gia tốc đến vật dao động điều hòa.

III. Khảo liền kề dao động của nhỏ lắc xoắn ốc về mặt năng lượng

1. Động năng của bé lắc lò xo

*

(m là khối lượng của vật)

2. Thế năng của con lắc lò xo

*

(x là li độ của vật m)

3. Cơ năng của bé lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng

*

Hay

*

Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

Xem thêm: Hệ Thưc Lượng Trong Tam Giác Và Giải Tam Giác, Hệ Thức Lượng Trong Tam Giác

Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.