Giải đáp Tại sao không được đưa con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc lớn hơn 10 độ

Tại sao
Đánh giá của bạn post

Chủ đề này bao gồm các chủ đề sau: cấu tạo và hoạt động của một con lắc đơn giản, phương trình dao động, chu kỳ và tần số, năng lượng, công thức con lắc đơn giản

học thuyết

1. Cấu tạo và hoạt động của con lắc đơn giản.

Cấu tạo: Một con lắc đơn gồm vật nhỏ khối lượng m, được treo vào đầu một sợi chỉ trơn, không đàn hồi, khối lượng không đáng kể, chiều dài l.

Trong hệ quy chiếu quán tính, vị trí cân bằng của con lắc đơn giản là vị trí mà sợi dây thẳng đứng và quả nặng ở vị trí thấp nhất.

Hoạt động: Lúc ban đầu, đối tượng ở trạng thái nghỉ ngơi. Khi được kích thích, vật m dao động điều hòa quanh VTCB.

– Điều kiện để xét dao động điều hòa: bỏ qua ma sát và con lắc có biên độ nhỏ ()

Tai sao khong duoc dua con lac lech khoi phuong thang dung mot goc lon hon 10 do

2. Thời gian và tần suất:

đặc điểm:

– Khi con lắc đơn dao động ở một nơi cố định (với và g là hằng số (đối với dao động nhỏ)) Khi đó chu kì dao động của con lắc đơn giản T = const.

– Không phụ thuộc vào m, độ kích thích chỉ phụ thuộc vào chiều dài, gia tốc rơi tự do (vị trí, độ cao).

– tỷ lệ với tỷ lệ nghịch với Khi đó dao động của con lắc đơn cũng được coi là dao động tự do.

3. Phương trình dao động

– Phương trình độ dài của Lee:

+ Phương trình dao động dọc theo cung tròn:

+ Phương trình dao động theo góc:

với

trong đó: s: li độ dài dao động (cm, m ..); S: chiều rộng chiều dài (cm, m ..)

: góc độ lee (rad); : biên độ góc (rad)

(radian / giây)

(g là gia tốc trọng trường (m / s2) và chiều dài của sợi dây (m))

Phương trình tốc độ

=> (khi ở trạng thái cân bằng)

Gia tốc: Vì vật chuyển động trên một cung tròn nên gia tốc của vật gồm hai thành phần là gia tốc hướng tâm và gia tốc tiếp tuyến.

Tai sao khong duoc dua con lac lech khoi phuong thang dung mot goc lon hon 10 do

phương trình gia tốc tiếp tuyến

=>(khi đối tượng ở cả hai cạnh)

4. Các lượng khác của dao động đơn giản của con lắc với biên độ nhỏ

Khách hàng

dung lượng lớn

công suất nhỏ

Vận tốc cơ học thế năng tại A

vị trí của bạn

<=>

sự tăng tốc

căng thẳng dây chuyền

+ Giá trị lớn nhất:

a =

+ Giá trị nhỏ nhất:

B bài tập.

Hình 1: Chu kỳ và sự lặp lại

1. Chu kì của con lắc đơn khi có đại lượng thay đổi

một. Phương trình

+

+ Thay đổi do chiều cao:

+ thay đổi g do hành tinh: .

+ thay đổi g do một ngoại lực:.

* Công suất của ampe kế: công thức .

xu hướng đi lên

* Lực tĩnh điện: công thức ;

Chiều hướng thì F cùng hướng với E; Khi đó F ngược lại với E

* Lực quán tính: công thức ; .

Xem thêm  Giải đáp Vì sao xương trẻ em mềm dẻo hơn xương người trưởng thành

Chiều hướng đối nghịch

Thay đổi chiều dài do nhiệt độ:

B. kỹ năng

    kết quả: ; Tỷ lệ:

    Chuyển đổi mối quan hệ:

    Chuyển đổi mối quan hệ:

Thay đổi đơn giản:

+ thay đổi chiều cao (nhiệt độ)

thay đổi gia tốc: (chiều cao) = (sâu )

+ Thay đổi gia tốc và chiều dài:

¨ Tốc độ đồng hồ: Tăng đồng hồ chậm

Tốc độ ban ngày và ban đêm:

2. Đo chu kỳ một cách tình cờ

– một cuộc gọi là chu kỳ của con lắc (1); là chu kỳ của con lắc (2)

là số dao động có thể xảy ra

=>

3. Con lắc có gai đan xen vào nhau.

+ Khi đinh vào nhau thì con lắc tới điểm A ’nằm ngang điểm A.

+ Giả sử T, T ‘lần lượt là chu kì của con lắc với chiều dài ban đầu l và chiều dài sau khi vướng dây là l’.

có:

Chu kỳ mới của con lắc

4. Mối liên hệ giữa góc lệch của sợi dây đối với g ’.

+ Nếu con lắc chịu một lực tác dụng theo phương ngang thì tại vị trí cân bằng, góc và sau đó:

Nếu treo con lắc trên một xe chuyển động không ma sát trên đường dốc nghiêng thì Khi đó, ở vị trí cân bằng, sợi dây hợp với phương thẳng đứng một góc

Mô hình 2

1 / Sự giống nhau

Tương tự về dao động của con lắc lò xo và con lắc đơn:

con lắc lò xo

con lắc

x

một

K

2. Các công thức con lắc đơn giản

Biên độ lớn và biên độ nhỏ con lắc đơn giản

Khách hàng

dung lượng lớn

công suất nhỏ

Vận tốc cơ học thế năng tại A

vị trí của bạn

<=>

sự tăng tốc

với:

căng thẳng dây chuyền

+ Giá trị lớn nhất:

a =

+ Giá trị nhỏ nhất:

– chú ý: + Khi đọc đề cần chú ý con lắc đơn dao động đối xứng (góc nhỏ) hay góc lớn + nếu vật trong vật vẫn chịu tác dụng của ngoại lực thì g = g ‘; Có thể thay đổi vị trí cân bằng

Ví dụ 1 (chu kỳ của con lắc đơn): Ở cùng một nơi trên Trái Đất, một con lắc đơn giản có chiều dài 1 dao động điều hoà với chu kì chiều dài 2 dao động với chu kỳ . Tính chu kì dao động của con lắc đơn giản có chiều dài Và một con lắc đơn giản cho chiều dài .

Hướng dẫn

Chu kì dao động của con lắc đơn giản có độ dài được:

Chu kì dao động của con lắc đơn giản có độ dài được:

Ví dụ 2 (chu kỳ của con lắc đơn): Tại cùng một thời điểm và cùng một nơi trên Trái Đất, con lắc thực hiện được 60 dao động. Nếu chiều dài của nó tăng thêm 44 cm thì lúc đó con lắc thực hiện được 50 dao động. Tính độ dài và chu kì dao động ban đầu của con lắc. hái hoặc hái

Hướng dẫn

Phiên đầu tiên:

Chu kỳ sau khi tăng chiều dài:

Theo địa chỉ của chúng tôi:

nhưng:

chân đèn:

Phiên đầu tiên:

Ví dụ 3 (tốc độ đồng hồ): Quả lắc của đồng hồ có thể được coi như một quả lắc đơn giản. Đồng hồ hoạt động chính xác ở mực nước biển. Khi đặt đồng hồ trên đỉnh núi cao 4.000m thì mỗi ngày đêm đồng hồ chạy nhanh hay chậm bao nhiêu? Bán kính Trái đất là R = 6400 km. Giả sử rằng nhiệt độ không đổi.

Hướng dẫn

Thời gian chạy chậm mỗi ngày và đêm là:

Ví dụ 4: (một con lắc đơn giản trong trường lực lạ)

Một con lắc đơn giản có chiều dài sợi chỉ Và một cơ thể nhỏ với khối lượng mang điện , được coi là một điện tích điểm. Con lắc dao động trong điện trường đều, trong đó vectơ cường độ điện trường có độ lớn và theo chiều dọc xuống. hái hoặc hái g = 10 (m / s 2), π = 3,14. Tính chu kì dao động điều hòa của con lắc.

Hướng dẫn

Làm Uh

Và do đó

Thay thế số chúng tôi nhận được:

Ví dụ 5 (con lắc trùng hợp): Hai con lắc đơn giản dao động theo chu kỳ . Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp đi qua vị trí cân bằng và chuyển động cùng chiều (trùng hợp) lần lượt là

một. 11,2 giây B. 5,6 giây . 30,72 giây dễ. 19,2 giây

Hướng dẫn

Khoảng thời gian giữa hai lần trùng hợp liên tiếp:

Ví dụ 6 (Câu đố có rối): Con lắc đơn giản dao động điều hòa với chu kì T. Nếu điểm A là trung điểm của đoạn OB, rồi dời đinh về một phía của dây đàn thì chu kì dao động là con lắc mới

một.

B.

.

Tiến sĩ ..

Tai sao khong duoc dua con lac lech khoi phuong thang dung mot goc lon hon 10 do

Hướng dẫn

Khi con lắc bị chặn đơn phương thì trong một chu kì, con lắc sẽ trải qua bốn giai đoạn, trong đó:

Hai pha xung quanh điểm treo O, mỗi pha

Hai giai đoạn xung quanh điểm treo A, mỗi giai đoạn

=> Chu

– Giả sử con lắc dao động không xác định thì con lắc dao động với điểm treo O nên chiều dài của nó là l và điểm

– Giả sử sợi dây của con lắc được treo ở điểm A bị rối thì lúc này điểm treo sẽ là A, và chiều dài còn lại của con lắc chỉ là Phải có một chu kỳ

Vì vậy, khoảng thời gian sẽ là:

=> Câu trả lời là không

Ví dụ 7: (năng lượng của con lắc đơn) Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng 100 g được treo vào đầu một sợi dây dài ở nơi có gia tốc do trọng lực . Bỏ qua mọi ma sát. Con lắc dao động điều hòa với biên độ góc . Chọn gốc thế năng ở vị trí cân bằng. Tính thế năng, động năng, vận tốc và lực căng của sợi dây tại:

một. vị trí biên giới.

B. vị trí cân bằng.

Hướng dẫn

Vì một con lắc đơn giản dao động điều hòa với biên độ góc chân đèn:

một. vị trí cạnh:

Năng lượng tiềm năng:

– Động năng: Wd = 0

– Tốc độ, vận tốc:

Thắt chặt chủ đề:

B. Chế độ cân bằng:

Năng lượng tiềm năng:

– Động năng:

– Tốc độ, vận tốc:

Thắt chặt chủ đề:

Chọn t = 0 lúc và sau đó:

Vậy phương trình dao động của con lắc đơn giản là: (rad)

Ví dụ 8 (Phương trình dao động của một con lắc đơn giản)Một con lắc đơn dao động điều hòa với chu kì 2 giây. Lấy g = 10 m / s2 và . Viết phương trình dao động của một con lắc đơn giản có chiều dài là lee. Ta biết rằng ban đầu vật có độ dời góc α = 0,05 rad và vận tốc của vật là cm / giây.

Hướng dẫn

Phương trình dao động điều hòa theo chiều dài của con lắc đơn có dạng:

Mặt khác:

Từ công thức độc lập:

với

Chọn t = 0 khi s = 5 (cm) và và sau đó:

Vậy phương trình dao động của con lắc đơn giản là: (cm)

Bài viết được chia sẻ bởi caigiday.com

Xem thêm  Giải đáp Vì sao nhà quản trị phải có sự tự tin

Leave a Reply

Your email address will not be published.