Lực căng dây con lắc đơn

     

IV. Con LẮC ĐƠN (Phần 1)

1. Con lắc đơngồm một vật tất cả kích thước bé dại (có cân nặng m) treo vào một sợi dây rất dài l (khối lượng không đáng kể cùng không giãn).

Bạn đang xem: Lực căng dây con lắc đơn

*

2. Lực căng dây của nhỏ lắc đơn

Xét đồ m tại vị trí mà lại dây treo hợp với phương trực tiếp đứng góc

*
. Mời chúng ta xem hình mẫu vẽ sau:

*

Trên hình vẽ:

Độ to của

*
là:
*
.

Hợp lực của

*
*
đóng sứ mệnh của lực hướng trọng điểm trong chuyển động tròn có bán kính bằng chiều lâu năm dây (r = l) nên:

*

*
(Xem công thức(5)ở đoạn dưới)

Nên:

*

Biện luận từ bí quyết này ta thấy:

Lực căng dây có độ mập cực đạikhi vật m qua vị trí cân bằng

*

Lực căng dây gồm độ khủng cực tiểukhi đồ dùng m ở trong phần biên (vị trí cao nhất):

*

*

3. Tích điện dao hễ của bé lắc đơn

a) những công thức tầm thường (Với phần đa giá trị của góc lệch |

*
| nhỏ dại hơn hoặc bằng 90o)

Chọn gốc nạm năng trọng ngôi trường là vị trí cân đối (vị trí phải chăng nhất) của đồ vật m.

Xem thêm: Cách Lấy Số Báo Danh Trạng Nguyên Tiếng Việt, Cách Lấy Lại?

Tại địa chỉ của thứ m sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc

*
thì đồ vật m bao gồm độ cao là

*

Động năng của vật dụng m là

*
(1)

Thế năng của thứ m là

*
(2)

Xét trường hợp không có ma ngay cạnh và không tồn tại lực cản của môi trường.

Xem thêm: Hình Thức Đầu Tiên Của Chủ Nghĩa Duy Vật Biện Chứng, Chủ Nghĩa Duy Vật Biện Chứng

Cơ năng của nhỏ lắc solo là

W = Wđ+ Wt(không thay đổi theo thời gian) (3)

Vì hễ năng và vắt năng rất nhiều là những đại lượng luôn lớn hơn hoặc bởi 0 nên khi động năng Wđcực đại thì thế năng Wttriệt tiêu với ngược lại. Vì chưng đó:

*
(4)

(W ko đổi)

Từ kia suy ra:

*
(5)

Từ (1), (2) cùng (3) ta cũng suy được:

*
(6)

b) bé lắc đơn giao động điều hòa (chỉ khi góc lệch rất đại bé dại hơn hoặc bởi 10o)

Nếu

*

thì

*

Do kia ta bao gồm cáccông thức sát đúngđể tính tích điện của nhỏ lắc đơn dao động điều hòa như sau:

Động năng:

*
(1)

Thế năng:

*
(7)

Cơ năng:

W = Wđ+ Wt(không đổi theo thời gian) (3)

*
(8)(W không đổi)

Từ (1), (3), (7), (8) ta được:

*
(9)

*
(10)

Trong những công thức (7), (8), (9), (10): các góc

*
,
*
ođềuphảiđược tính bằng solo vịradian

Ta chứng tỏ được rằng khi

*
thì xấp xỉ của nhỏ lắc solo được xem là dao cồn điều hòa(Xem bàiCon lắc đơn Phần 2). Cũng chính vì thế ta cũng hoàn toàn có thể sử dụng các công thức li độ, vận tốc, năng lượng của nhỏ lắc solo như so với con rung lắc lò xo xấp xỉ điều hòa. Ví dụ là:

Động năng:

*
(1)

Thế năng:

*
(11)

Cơ năng:

*
(12)

Trong đó

*
(xem bàiCon lắc đơn Phần 2)

Tương trường đoản cú như trường hợp nhỏ lắc lò xo xấp xỉ diều hòa, khi cầm phương trình li độ vào (11) ; vắt phương trình tốc độ vào công thức (1)rồi dùng công thức hạ bậc đối với mỗi công thức, ta sẽ chứng tỏ được:

Động năng và vắt năng vươn lên là thiên tuần trả với tần số f' gấp rất nhiều lần tần số f của li độ, cũng có nghĩa là có chu kỳ luân hồi T' bằng một nửa chu kỳ luân hồi T của li độ.