Lý thuyết Vật lý 12 bài xích 2. Con lắc lò xo

I. Bé lắc lò xo

Xét một con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu của một lò xo có độ cứng k và bao gồm khối lượng ko đáng kể; đầu kia của lốc xoáy được giữ cố định. Vật m tất cả thể trượt bên trên một mặt phẳng nằm ngang không tồn tại ma sát

*

Vị trí cân nặng bằng của vật là vị trí lúc lò xo không biến dạng (Hình a).

Bạn đang xem: Vật lý 12 bài 2

Kéo vật ra khỏi vị trí cân nặng bằng đến lò xo dãn ra một đoạn nhỏ rồi buông tay (Hình b), ta thấy vậtdao động bên trên một đoạn thẳng quanh vị trí cân bằng (Hình c với d).

Ta hãy xét xem dao động của vật m (hay của nhỏ lắc lò xo) bao gồm phải là dao động điều hòa tuyệt không?

II Khảo tiếp giáp dao động của bé lắc lò xo về mặt động lực học

- Chọn trục tọa độ x như hình trên, thì lực đàn hồi của xoắn ốc là:F = −kx

- Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta được:

*

- Đặt

*

, ta đúc kết kết luận:

Dao động của bé lắc xoắn ốc là dao động điều hòa theo phương trìnhx = Acos(ωt + φ)

Tần số góc và chu kì của nhỏ lắc lò xo lần lượt là :

Tần số góc:

*

Chu kì dao động của nhỏ lắc xoắn ốc là:

*

- Lực luôn hướng về vị trí cân nặng bằng gọi là lực kéo về, tất cả độ lớn tỉ lệ với li độ là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa.

III. Khảo sát dao động của nhỏ lắc lò xo về mặt năng lượng

1. Động năng của con lắc lò xo

*

(m là khối lượng của vật)

2. Thế năng của nhỏ lắc lò xo

*

(x là li độ của vật m)

3. Cơ năng của bé lắc lò xo. Sự bảo toàn cơ năng

*

Hay

*

Cơ năng của nhỏ lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

Xem thêm: Top 19 Bài Phân Tích Nhân Vật Huấn Cao Trong Chữ Người Tử Tù

Cơ năng của nhỏ lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.