Bám gần kề chương trình của SGK thiết bị lí lớp 12, trabzondanbak.com trình làng với chúng ta đọc bài xích thứ 3 trong chương 1: xấp xỉ là bài xích Con lắc đơn. Trong bài này, chúng ta sẽ thuộc khảo sát quy trình dao rượu cồn của bé lắc đơn. Trong đk nào thì con lắc đơn có thể dao đụng điều hòa?
A. Lý thuyết
I. Vắt nào là nhỏ lắc đơn?
1. Khái niệm:
Con nhấp lên xuống đơn là 1 trong những hệ có một vật bé dại khối lượng m, treo sinh sống đầu một gai dây không dãn, cân nặng không xứng đáng kể, chiều nhiều năm l.
Bạn đang xem: Ứng dụng con lắc đơn
2. Vị trí cân nặng bằng:
Là vị trí mà dây treo của nhỏ lắc có phương trực tiếp đứng, trong hình vẽ trên là vị trí O.
II. điều tra khảo sát dao đụng vủa bé lắc 1-1 về mặt rượu cồn lực học
1. Lựa chọn hệ quy chiếu:
Chọn chiều dương trường đoản cú trái qua phải.
Gốc tọa độ cong tại vị trí cân bằng O.
Gốc thời gian là thời điểm con lắc ban đầu dao động.
Tại thời gian t, vị trí của nhỏ lắc được khẳng định bởi li độ góc $alpha = widehatOQD$ (hoặc li độ cung s = cung OD = l.$alpha$) (s cùng $alpha$ có mức giá trị dương).
2. Các lực tính năng vào bé lắc:
Trọng lực $overrightarrowP$ cùng lực căng dây $overrightarrowT$.
Phân tích trọng lực $overrightarrowP$ thành 2 thành phần:
$overrightarrowP_n$: thành phần theo phương vuông góc cùng với quỹ đạo.$overrightarrowP_t$: nhân tố theo phương tiếp tuyến đường với quỹ đạo.Lực căng dây $overrightarrowT$ với thành phần $overrightarrowP_n$ vuông góc với quỹ đạo đề xuất không làm thay đổi vận tốc của vật.
Lực kéo về: $overrightarrowP_t = - m.g.sin alpha$ (*)
Từ (*) ta thấy, xê dịch của con lắc đơn nhìn chung chưa phải là xê dịch điều hòa.
Khi góc$alpha $ siêu nhỏ, lực kéo về tỉ trọng thuận với li độ, dịp này, nhỏ lắc đơn giao động điều hòa theo phương trình:
$s = s_0. cos (omega t + varphi )$
với chu kì:$T = 2pi .sqrtfraclg$, biên độ dao động: $s_0 = l.alpha _0$
III. Khảo sát điều tra dao hễ của con lắc 1-1 về mặt năng lượng
1. Động năng của bé lắc đơn:
Là hễ năng của đồ dùng (coi là chất điểm)
$W_đ = frac12.m.v^2$
2. Nỗ lực năng của con lắc đơn:
Là cầm cố năng trọng trường của vật.
Xem thêm: Tổng Hợp 24 Mã Đề Thi Thpt Quốc Gia 2019 Môn Sử Thptqg 2019, Đề Thi Và Đáp Án Môn Lịch Sử Thptqg 2019
Chọn mốc cầm cố năng là vị trí cân bằng, cố kỉnh năng của con lắc đơn ở vị trí li độ góc $alpha$ được xem theo bí quyết sau:
$W_t = m.g.l.(1 - cos alpha )$
3. Cơ năng của nhỏ lắc đơn:
Cơ năng của bé lắc đơn là tổng cồn năng và gắng năng của nó. Nếu bỏ lỡ mọi ma sát, cơ năng của đồ dùng được bảo toàn.
$W = frac12.m.v^2 + m.g.l.(1 - cos alpha )$ = const
IV. Ứng dụng: xác minh gia tốc rơi từ do
Trong thực tế, những nhà khoa học áp dụng con lắc đối kháng vào việc xác minh gia tốc trọng trường của một vị trí nào đó. Khi những yếu tố của nhỏ lắc như chiều dài l (m) của con lắc, chu kì xê dịch T (s) của bé lắc bằng những phép đo thực nghiệm; ta có thể xác định gia tốc rơi thoải mái theo công thức: