(Trang 20)
| Ở lớp 10, khi học về chuyển động của vật, ta đã biết có sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng của vật. Vậy trong dao động điều hoà, có sự chuyển hoá tương tự không? |
I. ĐỘNG NĂNG
| – Động năng của vật dao động điều hoà được xác định bởi biểu thức:
 vào, ta được:
Công thức (5.1) cho biết sự biến thiên của động năng theo li độ x. |
Hình 5.1. Sự biến thiên của động năng |
theo li độ x– Hình 5.1 là đồ thị chỉ sự biến thiên của động năng theo li độ x. Đó là một đường parabol có bề lõm hướng xuống và có giá trị cực đại: 
Đồ thị cho thấy, khi vật đi từ vị trí cân bằng tới vị trí biên thì động năng của vật đang từ cực đại giảm đến 0. Khi vật đi từ vị trí biên về vị trí cân bằng thì động năng của vật tăng từ 0 đến giá trị cực đại.
II. THẾ NĂNG
| – Theo định luật bảo toàn năng lượng, nếu bỏ qua ma sát thì động năng của vật không mất đi mà chuyển dần thành thế năng của vật và ngược lại. Vì thế ta có thể viết:
Công thức (5.2) cho biết sự biến thiên của thế năng theo li độ. |
Hình 5.2. Sự biến thiên của thế năng |
theo li độ x– Đồ thị biến thiên của thế năng theo li độ x cũng là một đường parabol nhưng bề lõm hướng lên như Hình 5.2 và có giá trị cực đại: 
(Trang 21)
III. CƠ NĂNG
Trong dao động điều hoà, có sự chuyển hoá qua lại giữa động năng và thế năng của vật, còn cơ năng, tức tổng động năng và thế năng thì được bảo toàn.
| 1. Hình 5.3 là đồ thị động năng và thế năng của một vật dao động điều hoà theo li độ. Hãy phân tích sự chuyển hoá giữa động năng và thế năng bằng đồ thị. 2. Hình 5.4 là đồ thị động năng, thế năng và cơ năng của một vật dao động điều hoà theo thời gian. a) Động năng và thế năng của vật thay đổi như thế nào trong các khoảng thời gian: từ 0 đến  đến  , từ đến  , từ b) Tại các thời điểm: |
Hình 5.3
Hình 5.4 |
động năng và thế năng của vật có giá trị như thế nào (tính theo W). Nghiệm lại để thấy ở mỗi thời điểm đó 
IV. CƠ NĂNG CỦA CON LẮC LÒ XO VÀ CON LẮC ĐƠN
1. Con lắc lò xo
Ta biết nếu bỏ qua ma sát thì dao động của con lắc lò xo là dao động điều hoà.
Người ta đã chứng minh được rằng, nếu chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng thì thế năng của con lắc lò xo khi vật ở li độ x là:
 | (5.4) |
với k là độ cứng của lò xo.
So sánh (5.4) với (5.2) ta suy ra 
và chu kì của con lắc lò xo là:
 | (5.5) |
Hình 5.5. Con lắc lò xo
(Trang 22)
Bình Luận
Để Lại Bình Luận Của Bạn