Lời giải Câu 1 trang 27 Bài 3. Năng lượng trong dao động điều hòa SGK Vật Lí 11 Cánh diều. Gợi ý: Quan sát đồ thị, chỉ ra chu kì dao động T của con lắc. Từ đó.
Câu hỏi/Đề bài:
Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5. Biết rằng khối lượng của vật treo vào sợi dây là 0,2 kg. Xác định:
a. Chu kì và tần số góc của con lắc.
b. Vận tốc cực đại của con lắc.
c. Cơ năng của con lắc.
d. Biên độ của vật
Hướng dẫn:
Quan sát đồ thị, chỉ ra chu kì dao động T của con lắc. Từ đó, sử dụng các công thức tính các đại lượng mà đề yêu cầu qua các đại lượng đã biết
Lời giải:
a. Dựa vào đồ thị, ta có: Chu kì dao động là T = 1,2 s.
Tần số góc của con lắc là: \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{1,2}} = \frac{{5\pi }}{3}\)(rad/s).
b. Dựa vào đồ thị, ta thấy: Vận tốc cực đại của con lắc là: \({v_{\max }} = 0,35\)m/s.
c. Cơ năng của con lắc được bảo toàn và bằng động năng cực đại. Cơ năng của con lắc là:
\({\rm{W}} = {{\rm{W}}_{d\max }} = \frac{1}{2}m{v_{\max }}^2 = \frac{1}{2}.0,2.0,{35^2} = 0,01225\)(J).
d. Biên độ dao động của con lắc là: \(A = \frac{{{v_{\max }}}}{\omega } = \frac{{0,35}}{{\frac{{5\pi }}{3}}} \approx 0,0668\) (m).