Chào các bạn! Trong chương trình Vật Lý lớp 12, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về con lắc đơn. Vậy con lắc đơn là gì? Làm thế nào để tính toán công thức của nó? Chu kỳ, gia tốc và vận tốc của con lắc này được tính như thế nào? Hãy cùng Marathon Education khám phá lý thuyết, công thức và bài tập thú vị về chủ đề này qua bài viết sau đây.
Thế nào là con lắc đơn? Cấu tạo của con lắc đơn
Con lắc đơn gồm một vật nhỏ có khối lượng m được treo ở đầu một sợi dây không dãn với chiều dài l. Đầu còn lại của sợi dây treo vào một điểm cố định.
Bạn đang xem: Con Lắc Đơn: Hiểu Rõ Về Lý Thuyết, Công Thức Và Bài Tập
Phương trình dao động của con lắc đơn
Phương trình dao động của con lắc đơn có dạng:
Trong đó:
- s: cung dao động (Đơn vị tính: cm, m,…)
- S: biên độ cung (Đơn vị tính: cm, m,…)
- α: li độ góc (Đơn vị tính: rad)
- α0: biên độ góc (Đơn vị tính: rad)
- ω = gl (rad/s) với g là gia tốc trọng trường (m/s2) và l là chiều dài dây treo (m)
Phương trình vận tốc và gia tốc
- v = s’ = – ω.S.sin(ωt + φ) (m/s)
- vmax = ωS
- a = v’ = x” = – ω2.S.cos(ωt + φ) (cm/s) = – ω2.s (m/s2)
- amax = ω2.s
Các công thức con lắc đơn lớp 10
Công thức tính chu kỳ và tần số
Công thức tính năng lượng của con lắc đơn
Công thức tính năng lượng của con lắc đơn dao động điều hòa là:
Lưu ý:
- Nếu bỏ qua ma sát thì cơ năng của con lắc đơn bảo toàn.
- Công thức trên đúng với mọi α ≤ 900.
Công thức tính vận tốc và lực căng dây
Công thức tính vận tốc của con lắc đơn
Công thức tính lực căng dây của con lắc đơn
Bài tập con lắc đơn lớp 10 có lời giải
-
Bài tập 1: Một con lắc đơn có chiều dài 16cm. Kéo con lắc này di chuyển khỏi vị trí cân bằng một góc 90 rồi thả nhẹ cho con lắc dao động. Bỏ qua các loại ma sát, lấy g = 10m/s2. Chọn mốc thời gian là lúc thả vật, chiều dương là chiều chuyển chuyển động lúc đầu của con lắc. Hãy biểu diễn phương trình dao động của con lắc trên theo li độ góc.
-
Bài tập 2: Một con lắc đơn có chiều dài được kí hiệu l, thực hiện được 6 dao động trong khoảng thời gian Δt. Nếu giảm độ dài của con lắc đi 16cm thì trong khoảng thời gian Δt như ban đầu nó thực hiện được 10 dao động. Hãy cho biết chiều dài của con lắc ban đầu là bao nhiêu?
Trên đây là những kiến thức chia sẻ của Marathon Education về lý thuyết và công thức con lắc đơn lớp 10 cùng bài tập có lời giải chi tiết. Mong rằng sau khi đọc bài viết này, các bạn đã nắm vững kiến thức này. Ngoài ra, hãy thường xuyên theo dõi website của Marathon để được học trực tuyến online những kiến thức bổ ích khác. Chúc các bạn học tập tốt và đạt điểm số cao trong mọi kỳ thi!
Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Công thức
