Bài 3.13 trang 11 SBT Vật Lí 12


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


Bình chọn:
3.6 trên 5 phiếu

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

  • Bài 3.14 trang 11 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.14 trang 11 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ, khối lượng m = 50 g treo vào đầu tự do của một sợi dây mảnh dài l = 1,0 m ở một nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8 m/s2. Bỏ qua mọi ma sát.

  • Bài 3.15 trang 11 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.15 trang 11 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dài 2m. Phía dưới điểm treo O trên phương thẳng đứng có một chiếc đinh đóng chắc vào điểm O' cách O một đoạn OO' = 0,5 m, sao cho con lắc vấp vào đinh khi dao động (H.3.1).

  • Bài 3.12 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.12 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn gồm một quả cầu nhỏ khối lượng 50 g được treo vào đầu một sợi dây dài 2 m. Lấy g = 9,8 m/s2.

  • Bài 3.11 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.11 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dài 1,2 m dao động tại một nơi có gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.

  • Bài 3.9, 3.10 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.9, 3.10 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn được thả không vận tốc đầu từ vị trí biên có biên độ góc anpha0 . Khi con lắc đi qua vị trí có li độ góc anpha thì tốc độ của con lắc được tính bằng cồng thức nào? Bỏ qua mọi ma sát

  • Bài 3.7, 3.8 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.7, 3.8 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc gõ giây (coi như một con lắc đơn) có chu kì là 2 s. Tại nơi có gia tốc trọng trường là g = 9,8 m/s2 thì chiều dài của con lắc đơn đó là bao nhiêu ?

  • Bài 3.5, 3.6 trang 10 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.5, 3.6 trang 10 sách bài tập vật lí 12. Một con lắc đơn dao động điều hoà với biên độ góc anpha0. Tại li độ góc bằng bao nhiêu thì thế năng của con lắc bằng nửa động năng của con lắc?

  • Bài 3.3, 3.4 trang 9 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.1, 3.2 trang 9 sách bài tập vật lí 12.Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ anpha nhỏ hơn 15 độ. Câu nào sau đây là sai đối với chu kì của con lắc?

  • Bài 3.1, 3.2 trang 9 SBT Vật Lí 12

    Giải 3.1, 3.2 trang 9 sách bài tập vật lí 12. Kéo lệch con lắc đơn ra khỏi vị trí cân bằng một góc a0 rồi buông ra không vận tốc đầu. Chuyển động của con lắc đơn có thể coi như dao động điều hoà khi nào?

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2022 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.


Hỏi bài