Sách Giải Bài Tập và SGK
Mục lục
Con lắc đơn
Con lắc đơn
- gồm một vật nhỏ khối lượng m, treo ở đầu một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, có chiều dài l
* Xét một con lắc đơn: vật có khối lượng, sợi dây có chiều dài l, không dãn.
- Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ ở VTCB ( vị trí dây treo thẳng đứng). khi đó vị trí của vật được xác định bởi li độ cong (dài) s và li độ góc α. Với s = α.l
- Các lực tác dụng lên vật: trọng lực , lực căng dây
.
- Theo Định luật II Niu-tơn ta có: (1)
- Chiếu (1) lên phương chuyển động ta có:
- Psinα = ma
→ Dao động của con lắc đơn nói chung không dao động điều hòa
Xét: TH góc α nhỏ thì sinα ≈ α (rad) khi đó ta có pt:
⇔ a = s" = -(g/l)s ( phương trình vi phân cấp 2)
Nghiệm của phương trình trên có dạng:
s = S0cos(ωt + φ) hay: α = α0 cos(ωt + φ) (với S0 = α0l
Với
, α
,φ∶ được xác định từ điều kiện ban đầu của bài toán.
Thế năng trọng trường
của con lắc đơn:
= mgh = mgl(1 - cosα)
Cơ năng
của con lắc:
W = +
=
= mgl(1 - cosα
)
Động năng
của con lắc đơn:
= W -
= mgl(cosα - cosα
) = (
)/2
Vận tốc
→ của vật:
lực kéo về.
- Trong con lắc đơn: thành phần Psinα đóng vai trò là
Chiếu (1) lên phương sợi dây ta có:(do vật chuyển động tròn)
Lực căng dây
→