Câu hỏi
Một con lắc đơn dài l = 1m dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường g = 10m/s2 với biên độ 10cm. Lấy π2 =10. Khi quả cầu ở vị trí có li độ góc α =40 thì tốc độ của quả cầu là
- A 22,5cm/s
- B 25,1cm/s
- C 19,5cm/s
- D 28,9cm/s
Phương pháp giải:
áp dụng định luật bảo toàn cơ năng
Lời giải chi tiết:
Góc lệch cực đại của con lắc là:
\({\alpha _0} = \frac{s}{l} = \frac{{10}}{{100}} = 0,1rad = {5^0}43'\)
Chọn mốc tính thế năng ở vị trí cân bằng, ta áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:
\[\begin{gathered}
{{\text{W}}_d} + {{\text{W}}_t} = {{\text{W}}_{t\max }} \Leftrightarrow \frac{1}{2}.m.{v^2} + mg.l.\left( {1 - \cos \alpha } \right) = mgl.\left( {1 - \cos {\alpha _0}} \right) \hfill \\
\Leftrightarrow v = \sqrt {2gl.\left( {\cos \alpha - \cos {\alpha _0}} \right)} = \sqrt {2.10.1.\left( {\cos {4^0} - \cos {5^0}43'} \right)} = 0,225m/s = 22,5cm/s \hfill \\
\end{gathered} \]