Câu 4 trang 43 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Đề bài

Dựa vào định luật bảo toàn cơ năng, tính :

a) Vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo khi đi qua vị trí cân bằng theo biên độ A.

b) Vận tốc của con lắc đơn khi đi qua vị trí cân bằng theo biên độ góc \({\alpha _0}\).

Lời giải chi tiết

Dựa vào định luật bảo toàn cơ năng, ta tính được :

a) Vận tốc của vật nặng trong con lắc lò xo khi đi qua vị trí cân bằng :

\(x = 0 \Rightarrow {W_t} = 0\) và 

\(\eqalign{& W = {W_{{_{đ\max }}}} = {1 \over 2}mv_{\max }^2 \cr & \Rightarrow W = {1 \over 2}m{(v)^2} = {1 \over 2}m{(\omega A)^2} \Rightarrow v = \pm A\omega . \cr} \)

b) Vận tốc con lắc đơn khi đi qua vị trí cân bằng theo biên độ góc \({\alpha _0}\)

\(\alpha = 0 \Rightarrow {W_t} = 0\) và 

\(\eqalign{& W = {W_đ} \Leftrightarrow {1 \over 2}m{\omega ^2}s_0^2 = {1 \over 2}m{v^2} \cr & \Rightarrow v = \pm \omega {s_0} = \pm \sqrt {2gl(1 - \cos {\alpha _0})} . \cr} \)