Một con lắc đơn đang dao động điều hòa với biên độ góc \({6^0}\). Khi vật nặng đi qua vị trí cân bằng thì người ta giữ chặt điểm chính giữa của dây treo, sau đó vật tiếp tục dao động điều hòa với biên độ góc \({\alpha _0}\). Giá trị của \({\alpha _0}\) bằng:
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ \({v_{\max }} = \sqrt {2gl(1 - \cos {6^0})} \)
+ Biên độ góc lúc sau:
\(\begin{array}{l}{s'}_0^2 = \dfrac{{v_{max}^2}}{{{\omega ^2}}} = \dfrac{{2gl\left( {1 - c{\rm{os}}{{\rm{6}}^0}} \right)}}{{\dfrac{g}{{\dfrac{l}{2}}}}}\\ \Leftrightarrow {\left( {\dfrac{l}{2}{\alpha}_0} \right)^2} = \dfrac{{2g{l^2}\left( {1 - c{\rm{os}}{{\rm{6}}^0}} \right)}}{{2g}}\\ \Rightarrow {\alpha}_0 = 0,148\left( {rad} \right) = 8,{48^0}\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng công thức tính vận tốc cực đại của con lắc đơn dao động điều hoà: \({v_{\max }} = \sqrt {2gl(1 - \cos {\alpha _0})} \)
+ Áp dụng biểu thức mối liên hệ giữa biên độ dài và vận tốc cực đại: \({v_{max}} = \omega {s_0}\)
+ Áp dụng mối liên hệ giữa li độ dài và li độ góc: l = α.s