Bài 3.13 trang 11 SBT Vật Lí 12


Giải 3.13 trang 11 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dài 1,0 m dao động điều hoà tại một nơi có gia tốc trọng trường do là g = 9,8 m/s2. Trong khi dao động, quả cầu con lắc vạch một cung tròn có độ dài 12 cm. Bỏ qua mọi ma sát.

Đề bài

Một con lắc đơn có chiều dài \(1,0m\) dao động điều hòa tại một nơi có gia tốc trọng trường là \(g = 9,8m/{s^2}\). Trong khi dao động, quả cầu con lắc vạch một cung tròn có độ dài \(12cm\). Bỏ qua ma sát.

a) Tính biên độ và chu kì dao dộng của con lắc.

b) Viết phương trình dao động, biết rằng lúc đầu quả cầu con lắc đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương.

c) Tính tốc độ cực đại của quả cầu.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

a) Sử dụng công thức độ dài cung tròn mà con lắc vạch ra trong quá trình dao động \(L = 2A\)

Sử dụng công thức tính chu kì dao động: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \)

b) Vận dụng các bước viết phương trình dao động điều hòa: tìm \(\omega \), tìm \({\alpha _0}\), tìm pha ban đầu\(\varphi \)

c) Sử dụng công thức tính tốc độ cực đại: \({v_{\max }} = A\omega \)

Lời giải chi tiết

a) Độ dài cung tròn mà con lắc vạch ra trong quá trình dao động \(L = 2A \Rightarrow A = \dfrac{L}{2} = \dfrac{{12}}{2} = 6(cm)\) 

Chu kì dao động: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}}  = 2\pi \sqrt {\dfrac{1}{{9,8}}}  = 2s\)

b) Viết phương trình dao động:

+Tần số góc \(\omega  = \dfrac{{2\pi }}{2} = \pi (rad/s)\)

+ Biên độ \(A = 6cm\)

+ Pha ban đầu \(\varphi \)

\(t = 0:\left\{ \begin{array}{l}{x_0} = A\cos \varphi  = 0\\v =  - A\omega \sin \varphi  > 0\end{array} \right. \)\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\cos \varphi  = 0\\\sin \varphi  < 0\end{array} \right.\) \(\Rightarrow \varphi  =  - \dfrac{\pi }{2}rad\)

Vậy phương trình dao động điều hòa:\(x = 6\cos (\pi t - \dfrac{\pi }{2})(cm)\)

c) Tốc độ cực đại của quả cầu: \({v_{\max }} = A\omega  = 6\pi (cm/s)\)

Loigiaihay.com

Sub đăng ký kênh giúp Ad nhé !


Bình chọn:
3.6 trên 5 phiếu

Các bài liên quan: - Bài 3. Con lắc đơn

>> Luyện thi tốt nghiệp THPT và Đại học năm 2021, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn cùng các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu trên Tuyensinh247.com. Đã có đầy đủ các khóa học từ nền tảng tới luyện thi chuyên sâu.


Gửi bài