Lý thuyết Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

Haylamdo biên soạn và sưu tầm với tóm tắt lý thuyết Vật Lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Vật Lí 11.

Lý thuyết Vật Lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà

1. Thế năng trong dao động điều hoà

Biểu thức của thế năng trong dao động điều hoà

Thế năng trong dao động điều hoà được tính theo công thức:

$W_t=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2{\cos }^2\left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Sự biến đổi của thế năng theo thời gian

Biến đổi được $W_t=\frac{1}{4}m{\omega }^2{A}^2+\frac{1}{4}m{\omega }^2{A}^2\cos 2\left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Thế năng trong dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng hai lần tần số góc của li độ: $\omega \text{'}=2\omega$

2. Động năng trong dao động điều hoà

Biểu thức của động năng trong dao động điều hoà

Động năng của vật dao động điều hoà được tính theo công thức:

$W_d=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2{\sin }^2\left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Sự biến đổi của động năng theo thời gian

Biến đổi được $W_d=\frac{1}{4}m{\omega }^2{A}^2-\frac{1}{4}m{\omega }^2{A}^2\cos 2\left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Động năng của vật dao động điều hoà biến đổi tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng hai lần tần số góc của li độ: $\omega \text{'}=2\omega$

3. Sự chuyển hoá năng lượng và bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà

Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà

- Khi vật ở biên, thế năng có giá trị cực đại còn động năng bằng không.

- Khi vật di chuyển từ vị trí biên về vị trí cân bằng, thế năng giảm và động năng tăng.

- Khi vật ở vị trí cân bằng, thế năng bằng không còn động năng có giá trị cực đại.

- Khi vật di chuyển từ vị trí cân bằng ra biên, thế năng tăng và động năng giảm.

Như vậy, trong quá trình chuyển động thì động năng và thế năng luôn thay đổi và chuyển hoá qua lại với nhau.

Sự bảo toàn cơ năng trong dao động điều hoà

· Cơ năng trong dao động điều hoà: $W=W_t+W_d=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2$

· Cơ năng tỉ lệ thuận với bình phương biên độ dao động A của vật và không thay đổi theo thời gian. Trong quá trình dao động điều hoà, thế năng và động năng liên tục biến đổi theo thời gian nhưng cơ năng luôn bảo toàn.