Con lắc đơn dao động điều hòa: Chu kì biến đổi của động năng bằng?

Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn có chiều dài l dao động điều hòa. Chu kì biến đổi của động năng bằng

A. . B. . C. . D. .

Đây là Câu  trắc nghiệm luyện thi môn Vật lí chủ đề ‘dao động điều hoà’ Câu 1BXD.21:

Hướng dẫn từ Blog Góc Vật lí như sau: Chọn A.

Ta có:

.

Ghi nhớ, Cơ năng của vật dao động điều hòa được bảo toàn (không thay đổi), còn động năng và thế năng lại dao động điều hòa với chu kỳ bằng một nửa chu kỳ dao động của vật. Câu này hỏi về năng lượng của Con lắc đơn dao động điều hòa nhưng áp dụng chú ý này cho cả bài tập con lắc lò xo dao động điều hòa.

 

Thời gian để con lắc đơn đi từ vị trí biên đến vị trí cân bằng là (1)

Bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. Chúc bạn thành công!

Chu kỳ biến đổi của động năng trong một dao động điều hòa là một nửa chu kỳ dao động của vật (T/2). Để hiểu rõ hơn, chúng ta xem xét quá trình biến đổi của động năng:

Biến đổi động năng trong dao động điều hòa

Động năng $KK$ của một vật dao động điều hòa thay đổi tuần hoàn theo thời gian theo công thức:

$$K=\frac{1}{2}m{v}^{2}K\; =\; \backslash frac\{1\}\{2\}mv^2$$

Trong đó:

• $mm$ là khối lượng của vật.

• $vv$ là vận tốc của vật.

Vận tốc $vv$ của vật trong dao động điều hòa được xác định bởi:

$$v=-A\omega \sin (\omega t+\phi )v\; =\; -A\backslash omega\; \backslash sin(\backslash omega\; t\; +\; \backslash varphi)$$

Trong đó:

• $AA$ là biên độ dao động.

• $\omega \backslash omega$ là tần số góc.

• $tt$ là thời gian.

• $\phi \backslash varphi$ là pha ban đầu.

Thay $vv$ vào công thức động năng, ta có:

\[ K = \frac{1}{2}m(A\omega \sin(\omega t + \varphi))^2 = \frac{1}{2}mA^2\omega2 \sin^2(\omega t + \varphi) \]

Chu kỳ của động năng

Vì ${\sin }^2(\omega t+\phi )\backslash sin^2(\backslash omega\; t\; +\; \backslash varphi)$ có chu kỳ bằng $\frac{T}{2}\backslash frac\{T\}\{2\}$ với $T=\frac{2\pi }{\omega }T\; =\; \backslash frac\{2\backslash pi\}\{\backslash omega\}$ là chu kỳ của dao động điều hòa, nên động năng của vật sẽ thay đổi theo chu kỳ bằng:

$$\frac{T}{2}=\frac{\pi }{\omega }\backslash frac\{T\}\{2\}\; =\; \backslash frac\{\backslash pi\}\{\backslash omega\}$$

Tóm lại

Chu kỳ biến đổi của động năng trong một dao động điều hòa bằng một nửa chu kỳ của dao động điều hòa, tức là $\frac{T}{2}\backslash frac\{T\}\{2\}$.

Xem thêm chủ đề: Sóng cơ học

• Giao thoa giữa hai nguồn kết hợp trên mặt nước người ta thấy điểm M đứng yên, có hiệu đường đi đến hai nguồn là nλ (n là số nguyên). Độ lệch pha của hai nguồn bằng bao nhiêu?

• Tại hai điểm A và B khá gần nhau trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng kết hợp. Nguồn sóng tại A sớm pha hơn nguồn sóng tại B là π/2. Điểm M trên mặt chất lỏng cách A và B những đoạn tương ứng là d1 và d2 sẽ dao động với biên độ cực đại nếu