Con lắc đơn dao động nhỏ với chu kỳ $2s$ tại nơi có gia tốc rơi tự do \(g = {\pi ^2} = 10m/{s^2}\). Vận tốc của con lắc tại vị trí có li độ góc $3^0$ có độ lớn là $28,7cm/s$. Biên độ góc của dao động là:
Trả lời bởi giáo viên
+ Chu kì dao động:
\(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \to l = \dfrac{{{T^2}g}}{{4{\pi ^2}}} = \dfrac{{{2^2}.10}}{{4{\pi ^2}}} = 1m\)
Vận tốc của con lắc đơn dao động điều hòa:
\({v_\alpha } = \pm \sqrt {gl({\alpha _0}^2{\rm{ - }}{\alpha ^2})} \to {\alpha _0} = \pm \sqrt {\dfrac{{{v_\alpha }^2}}{{gl}} + {\alpha ^2}} = \pm \sqrt {\dfrac{{0,{{287}^2}}}{{10.1}} + {{\left( {\dfrac{{3\pi }}{{180}}} \right)}^2}} = 0,105ra{\rm{d}} = {6^0}\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính chu kì dao động của con lắc đơn: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{l}{g}} \)
+ Áp dụng biểu thức xác định vận tốc của con lắc đơn dao động điều hòa:
\({v_\alpha } = \pm \sqrt {gl({\alpha _0}^2{\rm{ - }}{\alpha ^2})} \)