Con Lắc Đơn Là Gì? Lý Thuyết, Công Thức Và Bài Tập

Trong lịch trình Vật Lý lớp 12, những em sẽ tiến hành thăm dò hiểu cụ thể về cấu trúc và giao động của con lắc đơn. Vậy thế này là con lắc đơn? Công thức tính như vậy nào? Các đại lượng chu kỳ luân hồi, tốc độ, véc tơ vận tốc tức thời của con cái nhấp lên xuống này được xem như vậy nào? Các em hãy nằm trong Team Marathon Education thăm dò hiểu về lý thuyết, công thức và bài xích tập dượt minh họa của chủ thể này qua quýt nội dung bài viết sau.

Bạn đang xem: con lắc đơn

Thế này là con lắc đơn? Cấu tạo nên của con lắc đơn

Cấu tạo nên của con lắc đơn bao hàm một vật nhỏ đem lượng m được treo ở đầu một sợi chạc ko dãn với chiều nhiều năm l (có lượng ko xứng đáng kể), đầu sót lại của sợi chạc treo vào trong 1 điểm thắt chặt và cố định.

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Và Bài Tập Con Lắc Lò Xo Lý 12 Đầy Đủ Và Chi Tiết

Phương trình giao động của con lắc đơn

Phương trình giao động của con lắc đơn đem dạng:

\begin{aligned} &s= Scos(ωt+\varphi)\\ &α=α_0cos(ωt+\varphi)\\ &\text{Với }s=l.α \end{aligned}

Trong đó:

s: là cung giao động (Đơn vị tính: centimet, m,…)
S: là biên chừng cung (Đơn vị tính: centimet, m,…)
α: là li chừng góc (Đơn vị tính: rad)
α₀: là biên chừng góc (Đơn vị tính: rad)
ω = gl (rad/s) với g là tốc độ trọng ngôi trường (m/s²) và l là chiều nhiều năm chạc treo (m)

>>> Xem thêm: Thế Năng Là Gì? Công Thức Tính Thế Năng Trọng Trường Và Thế Năng Đàn Hồi

Phương trình véc tơ vận tốc tức thời và gia tốc

v = s’ = – ω.S.sin(ωt + φ) (m/s)

⟹ v_max = ωS

a = v’ = x” = – ω².S.cos(ωt + φ) (cm/s) = – ω².s (m/s²)

⟹ a_max = ω².s

Các công thức con lắc đơn lớp 10

Công thức tính chu kỳ luân hồi và tần số

\begin{aligned} &\small\text{Chu kỳ: }T = \frac{2π}{ω} = 2π\sqrt{\frac{l}{g}} \text{(Đơn vị tính: s)}\\ &\small\text{Tần số: }f = \frac{ω}{2π} = \sqrt{\frac{g}{l}} \text{(Đơn vị tính: Hz)} \end{aligned}

Công thức tính tích điện của con lắc đơn

Công thức tính tích điện con lắc đơn (Nguồn: Internet)

Các công thức tính tích điện của con lắc đơn giao động điều tiết là:

Xem thêm: s khối chóp

\begin{aligned} &\small\bull\text{Động năng của con lắc đơn giao động điều tiết là: }W_đ=\frac12mv^2\\ &\small\bull\text{Thế năng của con lắc đơn là: }W_t = mgl (1 - cosα)\\ &\small\bull\text{Cơ năng của con lắc đơn là: }W = \frac12mv^2 + mgl(1 - cosα) = mgl(1 - cosα_0) = \frac12mv^2_{max} \end{aligned}

Lưu ý:

Nếu bỏ lỡ yêu tinh sát thì cơ năng của con lắc đơn bảo toàn;
Công thức bên trên đích với từng α ≤ 900.

Công thức tính véc tơ vận tốc tức thời và trương lực dây

Công thức tính véc tơ vận tốc tức thời của con lắc đơn

v=\sqrt{2gl(cos\alpha-cos\alpha_0)}\Rightarrow v_{max}=\sqrt{2gl(1-cos\alpha_0)}

Công thức tính trương lực chạc của con lắc đơn

\begin{aligned} &\small T = mg(3cosα - 2cosα_0)\\ ⇒ &\small T_{max} = mg(3 - 2cosα_0) \text{ (Khi vật đi qua địa điểm cân nặng bằng)}\\ ⇒ &\small T_{min} = mgcosα_0 \text{ (Khi vật ở địa điểm biên)} \end{aligned}

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Lý 10: Sự Rơi Tự Do Và Cách Giải Bài Tập Sự Rơi Tự Do

Bài tập dượt con lắc đơn lớp 10 đem câu nói. giải

Bài tập dượt 1: Một con lắc đơn đem chiều nhiều năm 16cm. Kéo con cái nhấp lên xuống này dịch chuyển ngoài địa điểm thăng bằng một góc 9⁰ rồi thả nhẹ nhàng cho tới con cái nhấp lên xuống giao động. Bỏ qua quýt những loại yêu tinh sát, lấy g = 10m/s². Chọn mốc thời hạn là khi thả vật, chiều dương là chiều trả vận động khi đầu của con cái nhấp lên xuống. Các em hãy màn biểu diễn phương trình giao động của con cái nhấp lên xuống bên trên bám theo li chừng góc.

Hướng dẫn giải:

\begin{aligned} &\small \text{Tần số góc của con cái nhấp lên xuống là: }ω = \sqrt{\frac{g}{l}} = 2.5π (rad/s)\\ &\small\text{Li chừng cực to là: }α_0 = \frac{9π}{180} = 0.157 (rad)\\ &\small\text{Vì gốc thời hạn khi thả vật và vật vận động theo hướng dương nên: }α=-α_0\\ &\small\text{Ta có: }cosφ = \frac{α}{α_0} = \frac{-α_0}{α_0} = -1 ⇒ φ = π\ (rad)\\ &\small\text{Vậy phương trình giao động của con lắc đơn bám theo li chừng góc là: }α = 0.157 cos(2.5πt + π) \ (rad). \end{aligned}

Bài tập dượt 2: Một con lắc đơn đem chiều nhiều năm được kí hiệu l, triển khai được 6 giao động trong tầm thời hạn Δt. Nếu rời chừng nhiều năm của con cái nhấp lên xuống chuồn 16cm thì trong tầm thời hạn Δt như lúc đầu nó triển khai được 10 giao động. Các em hãy cho thấy thêm chiều nhiều năm của con cái nhấp lên xuống lúc đầu là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Con nhấp lên xuống triển khai 6 giao động trong tầm thời hạn Δt, nếu như giảm sút chừng nhiều năm chuồn 16cm thì cũng trong tầm thời hạn Δt tê liệt nó triển khai được 10 giao động. Vậy tớ đem biểu thức như sau:

\small \Delta t=6T_1=10T_2\Leftrightarrow6.2\pi\sqrt\frac{l}{g}=10.2\pi.\sqrt{\frac{l-0,16}{g}} \Leftrightarrow l=0,25m=25cm

Tham khảo ngay lập tức những khoá học tập online của Marathon Education

Trên đó là những nội dung share của Marathon Education về lý thuyết và công thức con lắc đơn lớp 10 cũng tương tự bài xích tập dượt con lắc đơn lớp 10 đem câu nói. giải cụ thể. Mong rằng, sau khoản thời gian phát âm kết thúc nội dung bài viết, những em tiếp tục nắm rõ kỹ năng và kiến thức này. Dường như, những em hãy bám theo dõi trang web của Marathon thông thường xuyên nhằm học trực tuyến online những kỹ năng và kiến thức thức Toán – Lý – Hóa – Văn có ích không giống. Chúc những em luôn luôn học hành thiệt chất lượng và đạt điểm số cao vào cụ thể từng kỳ thi!

Xem thêm: công thức thì