Câu hỏi C1 trang 143 Vật Lý 10 Bài 27

Bài 27: Cơ năng

Câu hỏi C1 trang 143 Vật Lý 10 Bài 27

Con lắc đơn tạo bởi 1 vật nặng nhỏ gắn vào đầu 1 sợi dây mảnh không co dãn, đầu kia của dây được gắn cố định tại C (Hình 27.2). Đưa vật lên vị trí A rồi thả xuống nhẹ nhàng, vật đi xuống đến vị trí O (vị trí thấp nhất) sau đó đi lên đến B rồi quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Nếu không có tác dụng của lực cản và lực ma sát

a) Chứng minh rằng A và B đối xứng với nhau qua CO.

b) Vị trí nào động năng cực đại? Cực tiểu?

c) Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?

Lời giải
a) Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:

W_A = W_B ⇔ mgz_A + 0 = mgz_B + 0 ⇔ z_A = z_B

⇒ A và B đối xứng với nhau qua CO.

(tại A và B vật dừng lại nên động năng bằng 0)
b) Chọn gốc thế năng tại vị trí O (là vị trí thấp nhất)

∗ Tại A và B có độ cao lớn nhất, vật  dừng lại nên:

W_đ(A) = W_đ(B) = 0

W_t(A) = W_t(B) = mgz_max = W_tmax

Tại O: Vật có vận tốc lớn nhất khi chuyển động qua O nên:

W_t(O) = 0, W_đ(O) = (1/2). mv_omax² = W_đ(max)z_A
c) Quá trình quả cầu nhỏ của con lắc chuyển động từ biên A về O thì thế năng giảm dần và chuyển hóa thành động năng. Ngược lại khi con lắc chuyển động từ O về A thì động năng giảm dần và chuyển hóa dần thành thế năng.

Xem toàn bộ Giải Vật lý 10: Bài 27. Cơ năng