Công thức tính lực căng dây của con lắc đơn theo li độ góc bất kỳ

Công thức tính lực căng dây của con lắc đơn theo li độ góc bất kỳ

Công thức tính lực kéo về tác dụng lên vật nặng của con lắc đơn dao động điều hòa

Trong trường hợp của con lắc đơn dao động điều hòa, lực kéo về tác dụng lên vật nặng được gây ra bởi thành phần của trọng lực. Công thức tính lực kéo về này là:

$$$$F=−mgsin⁡(θ)

Trong đó:

• $F$ là lực kéo về (Newton, N).

• $m$ là khối lượng của vật nặng (kilogram, kg).

• $g$ là gia tốc trọng trường (khoảng $9.8{\text{m/s}}^{}^2)$ trên Trái Đất).

• $\theta \backslash theta$ là góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng (radian).

Giải thích

• Lực kéo về: Lực này luôn hướng về vị trí cân bằng và được tạo ra do thành phần của trọng lực dọc theo đường chuyển động của vật nặng.

• Với góc nhỏ $\theta \backslash theta$: Khi con lắc dao động với góc lệch nhỏ (dao động điều hòa), ta có thể sử dụng xấp xỉ:

$$$$sin⁡(θ)≈θ 

Khi đó, công thức lực kéo về trở thành:

$$$$F≈−mgθ 

Liên hệ với gia tốc góc

Trong dao động điều hòa, li độ góc $\theta \backslash theta$ và gia tốc góc $\alpha \backslash alpha$ liên hệ với nhau qua công thức:

$$$$α=−glθ 

Trong đó $l$ là chiều dài của dây treo con lắc.

Hy vọng công thức và giải thích trên giúp bạn hiểu rõ hơn về lực kéo về trong dao động của con lắc đơn.

>