Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5

Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5. Biết rằng khối lượng của vật treo vào sợi dây là 0,2 kg. Xác định:

Giải Vật Lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà - Cánh diều

Luyện tập 3 trang 27 Vật Lí 11: Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5. Biết rằng khối lượng của vật treo vào sợi dây là 0,2 kg. Xác định:

a) Chu kì và tần số góc của con lắc.

b) Vận tốc cực đại của vật.

c) Cơ năng của con lắc.

d) Biên độ của vật.

Hình 3.5. Đồ thị vận tốc – thời gian của con lắc đơn

Lời giải:

Từ đồ thị vận tốc – thời gian ta xác định được một số đại lượng sau:

a) Chu kì T = 1,2 s

Tần số góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{\mathrm{1,2}}\approx \mathrm{5,24}rad/s$

b) Vận tốc cực đại: v_max = 0,35 m/s

c) Cơ năng: $\text{W}=\frac{1}{2}m{v}_{\max }^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.0,2.0,35}}^2=\mathrm{0,012}J$

d) Biên độ: $A=\frac{v_{\max }}{\omega }=\frac{\mathrm{0,35}}{\mathrm{5,24}}=\mathrm{0,067}m=\mathrm{6,7}cm$

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà hay khác:

• Mở đầu trang 24 Vật Lí 11: Một con lắc đơn lớn được treo ở sảnh của toà nhà Liên Hợp Quốc tại thành phố New York, Mỹ ....

• Câu hỏi 1 trang 25 Vật Lí 11: Mô tả sự biến đổi động năng và thế năng của con lắc đơn khi quả cầu đi từ vị trí biên A ....

• Câu hỏi 2 trang 25 Vật Lí 11: Chứng minh rằng cơ năng dao động của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động ....

• Câu hỏi 3 trang 26 Vật Lí 11: Dựa vào đồ thị Hình 3.3, mô tả sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc đơn ....

• Luyện tập 1 trang 26 Vật Lí 11: Dựa vào đồ thị Hình 3.4, tìm số lần vật có động năng bằng thế năng trong mỗi chu kì dao động của vật ....

• Luyện tập 2 trang 26 Vật Lí 11: So sánh chu kì biến đổi của động năng và thế năng với chu kì dao động của vật ....

• Tìm hiểu thêm trang 27 Vật Lí 11: Khi nghiên cứu sự biến đổi năng lượng của con lắc đơn trong quá trình dao động, có bạn học sinh khẳng định ....

• Vận dụng trang 27 Vật Lí 11: Đồ thị Hình 3.6 mô tả sự thay đổi động năng theo li độ của quả cầu có khối lượng 0,4 kg ....