Trả lời bởi giáo viên
+ Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng \(\left( {\alpha = 0} \right)\)
Cơ năng tại vị trí A : ${{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{t_A}}} = mgl\left( {1 - c{\rm{os}}{\alpha _0}} \right)$
Cơ năng tại vị trí B : ${{\rm{W}}_B} = {{\rm{W}}_{{t_B}}} + {{\rm{W}}_{{d_B}}} = mgl\left( {1 - c{\rm{os}}\alpha } \right) + \dfrac{1}{2}m{v^2}$
+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng, ta có :
$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_B} \leftrightarrow mgl\left( {1 - c{\rm{os}}{\alpha _0}} \right) = mgl\left( {1 - c{\rm{os}}\alpha } \right) + \dfrac{1}{2}m{v^2}\\ \to v = \sqrt {2gl\left( {{\rm{cos}}\alpha - {\rm{cos}}{\alpha _0}} \right)} \end{array}$
Thay \(\left\{ \begin{array}{l}{\alpha _0} = {45^0}\\\alpha = {30^0}\\g = 10m/{s^2}\\l = 1m\end{array} \right.\)
Ta được : \(v = \sqrt {2.10.1.\left( {{\rm{cos3}}{{\rm{0}}^0} - c{\rm{os4}}{{\rm{5}}^0}} \right)} \approx 1,783m/s\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng biểu thức tính thế năng của con lắc đơn : ${{\rm{W}}_t} = mgl\left( {1 - c{\rm{os}}\alpha } \right)$
+ Sử dụng biểu thức tính động năng : ${{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2}$
+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng : ${\rm{W}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_d} = hs$
Giải thích thêm:
Ta có thể sử dụng luôn công thức tính vận tốc của con lắc đơn mà không cần chứng minh lại nữa : \(v = \sqrt {2gl\left( {{\rm{cos}}\alpha - cos{\alpha _0}} \right)} \)