⇒ thế năng của con lắc lò xo dao động tuần hoàn với ω’ = 2ω; f’ = 2f; T’ = T/2
Cùng tìm hiểu sâu hơn về lý thuyết và bài tập con lắc lò xo với Top các bài giải:
1. Thế năng đàn hồi của lò xo?
Vì thế năng của lực đàn hồi do lò xo sinh ra có thể sinh công hoặc không sinh công nên biểu thức tính thế năng đàn hồi của lò xo chỉ có ý nghĩa khi ta chọn hệ quy chiếu để tính thế năng. .
Bạn đang xem: Công thức thế năng con lắc nhảy
2. Tại sao lò xo có thế năng?
Khi lò xo biến dạng trong giới hạn đàn hồi, do lực đàn hồi lò xo có xu hướng trở lại hình dạng ban đầu → có thể tự chuyển động trở về trạng thái ban đầu (không biến dạng) quá trình chuyển vị có thể sinh công (thế năng), nhưng có một điều kiện lò xo bị biến dạng rồi được giữ tại vị trí lò xo bị biến dạng mà không buông (không sinh công → không sinh năng lượng) dạng năng lượng lúc này là thế năng (dạng năng lượng dự trữ) và ta gọi là thế năng.
Mọi vật bị biến dạng đàn hồi đều sinh ra lực đàn hồi, còn đối với các vật biến dạng đàn hồi khác thì việc xác định lực rất phức tạp nên trong chương trình vật lí phổ thông chúng ta chỉ nghiên cứu thế năng đàn hồi của lò xo vì lực đàn hồi của lò xo có thể xác định được .
3. Bài tập
Câu hỏi 1. Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động điều hòa theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng và thế năng (điểm ở vị trí cân bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc của vật có độ lớn 0,6 m/s. Biên độ dao động của con lắc là
A. 6 cm B. 6√2 cm C. 12 cm D. 12√2 cm.
Chọn XÓA
Câu 2. Con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, mốc thế năng ở vị trí cân bằng, khi thế năng bằng 1/8 động năng thì
A. Lực đàn hồi tác dụng vào vật bằng 1/3 lực đàn hồi cực đại.
B. vận tốc của vật bằng 1/3 vận tốc cực đại.
C. Lực đàn hồi tác dụng vào vật bằng 1/9 lực đàn hồi cực đại
D. vật cách vị trí vận tốc bằng không bằng 2/3 biên độ.
Chọn DỄ DÀNG
Toàn bộ có 9 phần: thế năng “chiếm 1 phần” và động năng “chiếm 8 phần”
Vật cách VTCB một khoảng A/3 tức là cách vị trí biên 2A/3
Lưu ý: Với bài toán yêu cầu nói W, v, x (hoặc a) để tìm A, trước hết ta tính k (nếu chưa biết) rồi tính A.
Câu 3. Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật khối lượng 1kg và lò xo có độ cứng 100π2 N/m. Từ vị trí cân bằng kéo vật theo phương ngang một đoạn A rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Hỏi sau thời gian ngắn nhất là bao nhiêu kể từ lúc rơi thì động năng của vật bằng 3 lần thế năng đàn hồi của lò xo?
A. 1/15 s B. 1/30 s C. 1/60 s D. 2/15 s
Chọn XÓA
Câu 4. Một lò xo có độ cứng k, khối lượng không đáng kể được treo thẳng đứng, đầu dưới gắn một quả nặng. Từ vị trí cân bằng O kéo quả nặng theo phương thẳng đứng xuống dưới đến A sao cho OA=x. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng O. Tính thế năng của hệ (lò xo và quả nặng) tại A. .
Đưa ra yêu cầu
Thế năng đàn hồi:
Wt1=0,5k(xo + x)2=0,5kxo2 + 0,5kx2 + kxox;
Do chọn mốc tại vị trí cân bằng O nên thế năng đàn hồi tại vị trí cân bằng là:
0,5kxo2=0=> Wt1=0,5kx2 + kxox.
Thế năng hấp dẫn: Wt2=mg(-x) vì A nằm dưới dấu thế năng.
Thế năng của hệ tại A: Wt = Wt1 + Wt2=0,5kx2 + kxox – mgx.
Ở vị trí cân bằng, lực đàn hồi cân bằng với trọng lực nên: kxo=mg.
=> Wt = 0,5kx2
Câu 5.
Xem thêm: 4 Bài Văn Tả Con Mèo Hay Nhất lớp 5 Những Bài Văn Tả Con Mèo Hay Nhất, Top 15 Bài Văn Tả Con Mèo Hay Nhất
Một súng lò xo có hệ số đàn hồi k=50 N/m được đặt nằm ngang tác dụng một lực sao cho lò xo bị nén một đoạn 2,5 cm. Khi được thả, lò xo được thả ra và tác dụng lên mũi tên bằng nhựa khối lượng m = 5 g làm mũi tên bắn ra. Bỏ qua lực cản, khối lượng của lò xo. Tính vận tốc của mũi tên được bắn đi.
