Câu hỏi C2 trang 12 Vật Lý 12 Bài 2

Bài 2: Con lắc lò xo

Câu hỏi C2 trang 12 Vật Lý 12 Bài 2

Hãy cho biết một cách định tính, thế năng và động năng của con lắc thay đổi thế nào khi nó đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng và từ vị trí cân bằng đến vị trí biên.

Lời giải

Con lắc đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng: giá trị x giảm dần ⇒ thế năng E_t giảm dần ⇒ động năng E_đ tăng dần ⇒ giá trị của v tăng dần.

Tại vị trí cân bằng O: giá trị x = 0 ⇒ thế năng E_t = 0 ⇒ động năng cực đại E_đmax ⇒ vận tốc có giá trị cực đại.

Con lắc đi từ vị trí cân bằng đến biên: giá trị x tăng dần ⇒ thế năng E_t tăng dần ⇒ động năng E_đ giảm dần ⇒ giá trị v giảm dần.

Tại biên: giá trị x_max = A ⇒ thế năng cực đại E_tmax ⇒ động năng bằng 0 ⇒ vận tốc bằng 0.

Kiến thức cần nhớ

- Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.

- Công thức của lực kéo về tác dụng vào con lắc lò xo là: f=−kx

trong đó x là li độ của vật m; k là độ cứng của lò xo; dấu trừ chỉ rằng lực 

 luôn luôn hướng về vị trí cân bằng.

- Chu kì dao động của con lắc lò xo là:

- Động năng của con lắc lò xo là:

 (m là khối lượng của vật)

- Thế năng của con lắc lò xo (mốc thế năng ở vị trí cân bằng):

 (x là li độ của vật m)

- Cơ năng của con lắc lò xo:

- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.

- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.

(SGK Vật lý 12 – Bài 2 trang 12)

Xem toàn bộ Giải bài tập Vật lý 12: Bài 2. Con lắc lò xo