Bài 3.15 trang 11 Sách bài tập Vật Lý 12: Một con lắc đơn dài 1,0 m. Phía dưới điểm treo O trên phương thẳng...
Một con lắc đơn dài 1,0 m. Phía dưới điểm treo O trên phương thẳng đứng có một chiếc đinh đóng chắc vào điểm O' cách O một đoạn OO' = 0,5 m, sao cho con lắc vấp vào đinh khi dao động (H.3.1).. Bài 3.15 trang 11 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 12 – Bài 3. Con lắc đơn 3.15. Một con lắc đơn dài ...
3.15. Một con lắc đơn dài 1,0 m. Phía dưới điểm treo O trên phương thẳng đứng có một chiếc đinh đóng chắc vào điểm O’ cách O một đoạn OO’ = 0,5 m, sao cho con lắc vấp vào đinh khi dao động (H.3.1). Kéo con lắc lệch khỏi phương thẳng đứng một góc (alpha)1 =10° rồi thả không vận tốc đầu. Bỏ qua ma sát. Hãy tính :
a) Biên độ góc của con lắc ở hai bên vị trí cân bằng.
b) Chu kì dao động của con lắc. Lấy g = 9,8 m/s2. Hình 3.1
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Biên độ góc của con lắc ở hai bên vị trí cân bằng.
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta suy ra hai vị trí biên phải ở cùng 1 độ cao (H3.1.G)
(eqalign{
& {h_A} = {h_B}l cr
& (1 – cos {alpha _1}) = {l over 2}(1 – cos {alpha _2}) cr
& Rightarrow cos {alpha _2} = 2cos {alpha _1} – 1 cr
& = 2cos {10^0} – 1 = 0,9696 cr
& Rightarrow {alpha _0} = {14^0} cr})
b) Chu kì dao động của con lắc
(eqalign{
& T = {{{T_1} – {T_2}} over 2};,,{T_1} = 2pi sqrt {{l over g}} {mkern 1mu} ;,,{T_2} = 2pi sqrt {{l over {2g}}} cr
& T = 2pi sqrt {{l over g}} left( {1 + {1 over {sqrt 2 }}}
ight) cr
& = 3,14sqrt {{1 over {9,8}}} left( {1 + {1 over {sqrt 2 }}}
ight) = 1,7s cr} )
