Bài tập 3 - Mục II trang 19

1. Nội dung câu hỏi: 

Tại sao nói dao động của bóng của thanh nhỏ và quả nặng là đồng pha?

2. Phương pháp giải: 

Quan sát chuyển động và dựa vào lí thuyết pha dao động của con lắc đơn  

3. Lời giải chi tiết: 

Do vị trí của con lắc và bóng của thanh nhỏ luôn trùng nhau nên ta nói dao động của chúng là đồng pha.

1. Nội dung câu hỏi: 

Viết phương trình dao động của con lắc. Chọn gốc thời gian là lúc con lắc ở vị trí hiển thị trong Hình 4.2.

2. Phương pháp giải:

Xác định các đại lượng $A, \phi , \omega$ để viết phương trình dao động của con lắc đơn 

3. Lời giải chi tiết: 

Gốc thời gian là lúc con lắc ở vị trí biên dương và đang tiến về VTCB nên pha ban đầu là $\phi =0$ và biên độ $A=15 \mathrm{cm}$.

Tốc độ quay của bàn là $3\pi (\mathrm{rad}/\mathrm{s})$ nên tốc độ góc của con lắc đơn cũng là $3\pi (\mathrm{rad}/\mathrm{s})$.
Phương trình dao động của con lắc đơn: $x=15\cos \left(3\pi t\right)\left(\mathrm{cm}\right)$

1. Nội dung câu hỏi: 

Bàn xoay đi một góc 60° từ vị trí ban đầu, tính li độ của con lắc và tốc độ của nó tại thời điểm này.

2. Phương pháp giải: 

Dựa vào công thức tính tốc độ của con lắc đơn 

3. Lời giải chi tiết: 

Bàn xoay đi một góc $60°$ từ vị trí ban đầu, tương đương với pha dao động của con lắc đơn khi đó là$60°$, li độ của con lắc đơn: $x=15\cos 60°=7,5 \mathrm{cm}$
Tốc độ của con lắc đơn tại thời điểm này:
$v=\left(\pm \omega \sqrt{A^2-x^2}\right)=\left(\pm 3\pi \sqrt{{15}^2-7,5^2}\right)=122,4 \mathrm{cm}/s$