Hotline 0962 782 149

Công thức tính Động năng cực đại của con lắc - Hỏi đáp Vật lí

08:44:2208/10/2023

Công thức tính động năng cực đại của con lắc lò xo và Công thức tính động năng cực đại của con lắc đơn là một trong những công thức quan trọng mà các em cần ghi nhớ.

Bài viết dưới đây giúp các em dễ dàng hiểu rõ công thức tính động năng cực đại của con lắc lò xo và công thức tính động năng cực đại của con lắc đơn qua đó vận dụng giải các bài tập liên quan.

1. Công thức tính động năng

Ở lớp 10, biểu thức tính động năng: $\small W_d=\frac{1}{2}mv^2$

Trong đó:

+ m: khối lượng của vật (kg)

+ v: vận tốc của vật tại thời điểm khảo sát (m/s)

+ W_đ: động năng của vật (J)

2. Công thức tính động năng cực đại của con lắc lò xo

• Khi vật dao động điều hòa với li độ Phương trình dao động x = Acos(ωt + φ).

x lúc này là li độ dao động (m)

ω là tần số góc (rad/s)

φ là pha ban đầu (rad)

A là biên độ dao động (m)

Thì công thức vận tốc là v = –ωAsin(ωt + φ).

• Lúc này công thức động năng dao động điều hòa của con lắc sẽ có biểu thức:

$\small W_d=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}mw^2A^2sin^2(wt+\varphi )$

• Công thức tính động năng cực đại của con lắc lò xo là:

$\small W_{d(max)}=\frac{1}{2}mv^2_{max}=\frac{1}{2}mw^2A^2$

* Nhận xét: Động năng cực đại của con lắc lò xo đạt được khi vận tốc cực đại (vật di qua vị trí cân bằng, khi đó x = 0, v = Aω) và bằng cơ năng của con lắc.

3. Công thức tính động năng cực đại của con lắc đơn

Con lắc đơn dao động điều hòa theo phương trình:

_ Li độ cong (li độ dài): s = s₀cos(ωt + φ). (cm, m);

_ Li độ góc: α = α₀cos(ωt + φ). (độ, rad);

(α góc tạo bởi dây treo và phương thẳng đứng)

* Lưu ý: s = l.α và s₀ = l.α₀ (với α và α₀ có đơn vị rad).

Động năng của con lắc đơn

• Công thức tính động năng của con lắc đơn:

$\small W_d=\frac{1}{2}mv^2=\frac{1}{2}mw(s_{0}^{2})sin^2(wt+\varphi )$

$\small =\frac{1}{2}mw^2(s_{0}^{2}-s^{2})=mgl(cos\alpha -cos\alpha_0)$

Trong đó:

W_đ : Động năng của con lắc đơn (J)

m : Khối lượng của vật (kg)

v : Vận tốc của vật (m/s)

s₀ : Biên độ dài của dao động con lắc (m

k: Độ cứng của lò xo (N/m)

s : Li độ dài của dao động con lắc (m; cm)

φ: Pha ban đầu (rad)

• Công thức tính động năng cực đại của con lắc đơn:

$\small W_{d(max)}=\frac{1}{2}mv_{max}^{2}=\frac{1}{2}mw^2s_{0}^{2}$

* Chú ý: Động năng cực đại ở vị trí cân bằng (VTCB), cực tiểu ở biên.

Hy vọng với bài viết về Công thức tính Động năng cực đại của con lắc lò xo, con lắc đơn Vật lí 10 ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.