Điều Hòa Động Năng và Thế Năng Của Con Lắc Lò Xo

Bạn có biết rằng khi con lắc lò xo dao động điều hòa, động năng và thế năng của nó sẽ biến đổi qua lại một cách thú vị? Trên trang 13 sách giáo khoa Vật Lí lớp 12, chúng ta sẽ tìm hiểu công thức để tính động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo.

Có thể bạn quan tâm

Động Năng

Động năng của con lắc lò xo được tính bằng công thức sau:

Bạn đang xem: Điều Hòa Động Năng và Thế Năng Của Con Lắc Lò Xo

Wđ = 1/2mv^2 = 1/2mω^2A^2sin^2(ωt+φ)
Wđ max = 1/2mv_max^2 = 1/2mω^2A^2

Trong đó:

Wđ là động năng của con lắc lò xo (J)
m là khối lượng của vật (kg)
v là vận tốc của vật (m/s)

Thế Năng

Thế năng của con lắc lò xo (với gốc thế năng đàn hồi tại vị trí cân bằng) được tính bằng công thức:

Wt = 1/2kx^2 = 1/2kA^2cos^2(ωt+φ)
Wt max = 1/2kA^2

Trong đó:

Wt là thế năng đàn hồi của con lắc lò xo (J)
k là độ cứng của lò xo (N/m)
x là li độ của vật (m)

Cơ Năng

Cơ năng của con lắc lò xo là tổng của động năng và thế năng:

W = 1/2mv^2 + 1/2kx^2 = 1/2mω^2A^2sin^2(ωt+φ) + 1/2kA^2cos^2(ωt+φ) = 1/2mω^2A^2 = 1/2kA^2

Vậy, chúng ta có thể thấy rằng khi con lắc lò xo dao động điều hòa, động năng và thế năng sẽ biến đổi qua lại. Khi động năng tăng, thì thế năng giảm và ngược lại. Nhưng điều đặc biệt là tổng của cả hai (cơ năng) luôn được bảo toàn.

Vậy là chúng ta đã tìm hiểu công thức của động năng, thế năng và cơ năng của con lắc lò xo. Hãy tiếp tục khám phá thêm các bài tập vật lý lớp 12 thú vị khác để nắm vững kiến thức này:

Câu C1 trang 11 Vật lí 12: Chứng minh rằng…
Câu C2 trang 12 Vật lí 12: Hãy cho biết một cách định tính, thế năng và động năng của con lắc thay đổi thế nào…
Bài 1 trang 13 Vật lí 12: Khảo sát dao động của con lắc lò xo nằm ngang. Tìm công thức của lực kéo về…
Bài 2 trang 13 Vật lí 12: Nêu công thức tính chu kì của con lắc lò xo…
Bài 4 trang 13 Vật lí 12: Chọn đáp án đúng. Công thức tính chu kì dao động của con lắc lò xo là…
Bài 5 trang 13 Vật lí 12: Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng k = 40 N/m…
Bài 6 trang 13 Vật lí 12: Một con lắc lò xo gồm một khối lượng m = 0,4 kg…