Tần số, chu kì, cơ năng của con lắc lò xo và bài tập áp dụng
Trong bài này, HocThatGioi sẽ chia sẻ cho các bạn về Tần số, chu kì, cơ năng của con lắc lò xo và bài tập áp dụng, bài viết sẽ giúp chúng ta biết được cách tính tần số,chu kì cũng như cơ năng của con lắc lò xo và sẽ có những bài tập rèn luyện để giúp chúng ta thực hành và làm tốt dạng bài tập này nhé!
1. Tần số, chu kì của con lắc lò xo
Để tính được các đại lượng của con lắc lò xo, chúng ta cần phải nắm rõ và học thuộc các công thức tính tần số và chu kì của con lắc lò xo, dưới đây là các công thức để tính tần số góc, chu kì và tần số của con lắc lò xo:
1.1 Công thức tính tần số góc của con lắc lò xo
Sau đây là công thức dùng để tính tần số góc của con lắc lò xo:
K là độ cứng của lò xo
m là khối lượng vật nhỏ gắn vào đầu lo xo
g là gia tốc trọng trường (g \approx 10 )
\Delta l là độ biến dạng của lò xo khi treo vật vào lò xo
Ví dụ minh hoạ:
Tần số góc của con lắc lò xo là:
\omega=\sqrt{\frac{g}{\Delta l} }=\sqrt{\frac{10}{0,05} }=10 \sqrt{2} rad/s
1.2 Công thức tính chu kì của con lắc lò xo
Sau đây là công thức dùng để tính chu kì của con lắc lò xo:
K là độ cứng của lò xo
m là khối lượng vật nhỏ gắn vào đầu lo xo
g là gia tốc trọng trường(g \approx 10 )
\Delta l là độ biến dạng của lò xo khi treo vật vào lò xo
Ví dụ minh hoạ:
Ta có chu kì của con lắc lò xo là:
T=2\pi\sqrt{\frac{m}{K} }=2\sqrt{10} \sqrt{\frac{0,1}{100} }=0,2 s
1.3 Công thức tính tần số của con lắc lò xo
Sau đây là công thức dùng để tính tần số của con lắc lò xo:
K là độ cứng của lò xo
m là khối lượng vật nhỏ gắn vào đầu lo xo
g là gia tốc trọng trường (g \approx 10 )
\Delta l là độ biến dạng của lò xo khi treo vật vào lò xo
Đơn vị của khối lượng vật nhỏ m phải là kg
Đơn vị của độ biến dạng lò xo khi treo vật \Delta l phải là mét (m)
1.4 Bài tập rèn luyện tính tần số, chu kì của con lắc lò xo
Dưới đây là các bài tập về tính tần số, chu kì của con lắc lò xo giúp chúng ta làm tốt dạng nài tập này hơn:
2. Cơ năng của con lắc lò xo
Cơ năng con lắc lò xo (hay năng lượng con lắc lò xo) được tính bằng tổng của động năng (W_đ) và thế năng (W_t) của con lắc lò xo tại 1 thời điểm
Cơ năng của con lắc lò xo cũng bằng động năng cực đại W_{đ-max} hoặc thế năng cực đại W_{t-max}
2.1 Công thức tính động năng và thế năng của con lắc lò xo
Dưới đây là công thức tính động năng của con lắc lò xo:
m là khối lượng vật treo vào lò xo
v là vận tốc của vật
Dưới đây là công thức tính thế năng của con lắc lò xo:
K là độ cứng của lò xo
x là li độ của vật
Ví dụ minh hoạ:
W=W_{đ-max}=\frac{1}{2}KA^2=\frac{1}{2}.100.0,1^2=0,5 J
Khi vật có li độ 6cm thì thế năng bằng:
W_t=\frac{1}{2}Kx^2=\frac{1}{2}.100.0,06^2=0,18 J
Ta có :
W=W_t+W_đ\to W_đ=W-W_t=0,5-0,18=0,32 J
Vậy động năng của vật khi vật có li độ 6cm là:
W_đ=0,32 J
2.3 Công thức tính cơ năng
Dưới đây là công thức tính cơ năng của con lắc lò xo:
W=W_{đ-max}=\frac{1}{2}mv_{max}^2=\frac{1}{2}m\omega^2A^2
W=W_{t-max}=\frac{1}{2}KA^2
K là độ cứng của lò xo
x là li độ của vật
m là khối lượng vật nhỏ gắn vào đầu lo xo
v là vật tốc của vật
Ví dụ minh hoạ:
Áp dụng công thức tính cơ năng của con lắc lò xo:
W=W_{đ-max}=\frac{1}{2}KA^2=\frac{1}{2}.80.0,1^2=0,4 J
Vậy cơ năng của con lắc lò xo là W=0,4 J
2.4 Bài tập rèn luyện dạng bài tính cơ năng con lắc lò xo
Sau đây là những bài tập để chúng ta rèn luyện với dạng bài tính cơ năng của con lắc lò xo:
Cảm ơn các bạn đã xem hết bài viết của HocThatGioi về Tần số, chu kì, cơ năng của con lắc lò xo và bài tập áp dụng, hi vọng sẽ giúp các bạn học tốt về dạng toán này. Nếu thấy hay hãy chia sẻ cho bạn bè cùng học và đừng quên để lại 1 like,1 cmt để HocThatGioi ngày càng phát triển nhé!
