Làm sao để có câu trả lời hay nhất?
20/12/2024
20/12/2024
Phân tích bài toán:
Đề bài cho: Khối lượng m, đồ thị động năng theo li độ.
Yêu cầu: Tìm các đại lượng đặc trưng của dao động điều hòa của con lắc lò xo.
Giải chi tiết:
a. Độ dài quỹ đạo:
Từ đồ thị, ta thấy động năng cực đại Wđmax = 0,04 J.
Ta có: Wđmax = 1/2.m.ω²A² => A² = 2.Wđmax/(m.ω²) => A = √(2.Wđmax/(m.ω²))
Để tính A, ta cần tìm ω.
b. Hệ số đàn hồi của lò xo:
Tần số góc ω liên hệ với độ cứng k và khối lượng m qua công thức: ω² = k/m => k = m.ω²
c. Tần số dao động:
Tần số f liên hệ với tần số góc ω qua công thức: f = ω/(2π)
d. Giá trị x:*
Tại vị trí x*, động năng bằng nửa động năng cực đại.
Ta có: Wđ(x*) = 1/2.Wđmax = 1/4.m.ω²A²
Từ đó, ta tính được x* dựa vào công thức tính động năng tại li độ x.
e. Thời gian con lắc thực hiện được 2024 dao động:
Thời gian thực hiện một dao động toàn phần (chu kì T) liên hệ với tần số f qua công thức: T = 1/f
Thời gian thực hiện 2024 dao động: t = 2024.T
f. Số dao động con lắc thực hiện được trong 2024 s:
Sử dụng công thức: Số dao động = Thời gian / Chu kì
Lưu ý:
Đồ thị Wđ-x: Đồ thị này là một parabol có đỉnh tại vị trí biên (x = ±A).
Động năng cực đại: Xảy ra khi vật qua vị trí cân bằng (x = 0).
Thế năng đàn hồi cực đại: Xảy ra khi vật ở vị trí biên (x = ±A).
Cơ năng: Là tổng động năng và thế năng đàn hồi, luôn bảo toàn trong dao động điều hòa.
Cách làm cụ thể:
Từ đồ thị: Đọc giá trị động năng cực đại Wđmax.
Tính ω: Sử dụng công thức Wđmax = 1/2.m.ω²A² để tìm ω.
Tính k: Sử dụng công thức k = m.ω².
Tính f: Sử dụng công thức f = ω/(2π).
Tính A: Sử dụng công thức A = √(2.Wđmax/(m.ω²)).
Tính x:* Sử dụng công thức Wđ(x*) = 1/4.m.ω²A² để tìm x*.
Tính T: Sử dụng công thức T = 1/f.
Tính thời gian và số dao động: Sử dụng các công thức đã nêu ở trên.
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
CÂU HỎI LIÊN QUAN
4 phút trước
Top thành viên trả lời