Câu hỏi:
2 năm trước

Tại nơi có gia tốc trọng trường g, một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc \({\alpha _0}\) nhỏ. Lấy mốc thế năng ở vị trí cân bằng, khi con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương đến vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng thì li độ góc \(\alpha \) của con lắc bằng:

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: b

Ta có: Thế năng và cơ năng của con lắc: \({{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2};{{\rm{W}}_{\rm{d}}} = \frac{1}{2}mgl{\alpha _0}^2\)

Khi

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{\rm{d}}} = 3{{\rm{W}}_t} \to {\rm{W}} = {{\rm{W}}_{\rm{d}}} + {{\rm{W}}_t} = 4{{\rm{W}}_t}\\ \leftrightarrow \frac{1}{2}mgl{\alpha _0}^2 = 4.\frac{1}{2}mgl{\alpha ^2}\\ \to \alpha  =  \pm \frac{{{\alpha _0}}}{2}\end{array}\)

Con lắc chuyển động nhanh dần theo chiều dương khi con lắc chuyển động từ biên âm về VTCB theo chiều dương (vùng 3) => \(\alpha  =  - \frac{{{\alpha _0}}}{2}\)

Hướng dẫn giải:

+ Sử dụng công thức tính thế năng và cơ năng của con lắc đơn: \({{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2};{{\rm{W}}_{\rm{d}}} = \frac{1}{2}mgl{\alpha _0}^2\)

+ Áp dụng công thức tính cơ năng dao động: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_{\rm{d}}} + {{\rm{W}}_t}\)

+ Sử dụng vòng tròn lượng giác

Câu hỏi khác