Lý thuyết Con lắc đơn trong vật lý 12

Thứ tư , 31/05/2017, 03:54 GMT+7
     

Hôm nay trang congnghegi.com sẽ tóm tắt, hệ thống lại kiến thức vật lý lớp 12 cho các bạn

 

 

Các bài đã đi qua:

                                Lý thuyết về dao động điều hòa

                                + Công thức con lắc lò xo

                                + Lý thuyết con lắc lò xo

CON LẮC ĐƠN

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Định nghĩa con lắc đơn

     Con lắc đơn là một hệ thống gồm một sợi dây không giãn khối lượng không đáng kể có chiều dài ℓ một đầu gắn cố định, đầu còn lại treo vật nặng có khối lượng m kích thước không đáng kể coi như chất điểm.

2. Phương trình động lực học (phương trình vi phân): khi α≤ 100

s'' + ω2s = 0

3. Phương trình dao động của con lắc đơn

     - Phương trình theo cung: s =  S0cos(ωt +φ)

     - Phương trình theo góc: α = α0cos(ωt +φ)

     - Mối quan hệ S0 và α0: S0 = α0

4. Tần số góc. Chu kì và tần số dao động của con lắc đơn

     * Tần số góc: ω = 

     * Chu kì dao động: T = 

     * Tần số dao động: f = 

5. Năng lượng dao động điều hoà của con lắc đơn

5.1 Trường hợp tổng quát: với góc α  bất kì

a) Động năng: Eđ

b) Thế năng: Et 

c) Cơ năng: E = Eđ + Et 

5.2. Trường hợp dao động điều hoà:

a) Động năng: mà v = s’ = - ωS0sin(ωt + φ)

          hay Eđ

b) Thế năng:

     * Nếu góc nhỏ (α ≤ 100), ta có: 1 - cosα  =  

                                               

c) Cơ năng:

    

d) Các kết luận:

     Con lắc đơn dao động điều hoà với tần số f, chu kì T, tần số góc ω  thì động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn với tần số f’ = 2f, tần số góc ω, = 2ω, chu kì T’ = T/2.

     Động năng và thế năng biến thiên tuần hoàn cùng biên độ, cùng tần số nhưng lệch pha nhau góc π (hay ngược pha nhau).

     Trong quá trình dao động điều hoà có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng, mỗi khi động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại nhưng tổng của chúng tức là cơ năng được bảo toàn, không đổi theo thời gian và tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động.

 

     - Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần động năng bằng thế năng là ∆tmin

     - Cơ năng của vật = động năng khi qua vị trí cân bằng = thế năng ở vị trí biên.

6. Lực hồi phục (lực kéo về): F =  - mω2s = 

7. Gia tốc của con lắc đơn trong dao động tổng quát:

a) Gia tốc tiếp tuyến: đặc trưng cho sự thay đổi độ lớn của vận tốc

     Độ lớn: at  = g.sinα

b) Gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm): đặc trưng cho sự thay đổi hướng của vận tốc

     Độ lớn: an = aht  = 2g(cosα – cosα0) = 

c) Gia tốc toàn phần:

kienthucvatly12
con lắc đơn lý thuyết con lắc đơn kiến thức vật lý 12 tổng hợp kiến thứ