Lý thuyết vật lý 12 bài 3 con lắc đơn

Lý thuyết Vật lý 12 Bài 3. Con lắc đơn
Mục lục nội dung
• Lý thuyết Vật lý 12 Bài 3. Con lắc đơn
• I. Thế nào là con lắc đơn?

• II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học

• III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng

• IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do

Lý thuyết Vật lý 12 Bài 3. Con lắc đơn
Tham khảo:
>>> Soạn Bài 3. Con lắc đơn
>>> Sơ đồ tư duy Vật lí 12 Bài 3 (Lý thuyết + Trắc nghiệm)

I. Thế nào là con lắc đơn?
1. Định nghĩa


Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng
khơng đáng kể, dài l.
2. Vị trí cân bằng
Là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng.
Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng mợt góc rời thả ra, ta thấy con lắc dao
đợng quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của
vật.
Ta hãy xét xem dao đợng của con lắc đơn có phải là dao đợng điều hịa hay khơng?

II. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học
- Khảo sát dao động của con lắc đơn như hình vẽ

- Trong khi dao đợng, vật chịu tác dụng của trọng lực


và lực căng

Trọng lực

gồm

và

Hợp lực của

và

là lực hướng tâm giữ cho vật chủn đợng trên cung trịn.
Lực thành phần

là lực kéo về và có giá trị sau: Pt = -mgsinα.
Vậy dao động của con lắc đơn không phải là dao đợng điều hịa.
Nếu li đợ góc α nhỏ thì sinα≈α (rad) nên lực kéo về

Vậy, khi dao động nhỏ (sinα≈α (rad)), con lắc đơn dao đợng điều hịa theo phương trình: s =
s0cos(ωt + φ).


Chu kì:

với s0 = lα0 là biên đợ dao đợng.

III. Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng
1. Động năng của con lắc đơn:

2. Thế năng của con lắc đơn ở li độ góc α:
Wt = mgl(1 − cosα) (mớc tính thế năng ở vị trí cân bằng)
3. Cơ năng của con lắc đơn:
Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát:

= hằng số

IV. Ứng dụng: xác định gia tốc rơi tự do
Đo gia tốc trọng trường trong lĩnh vực địa chất.
Xem thêm Giải bài tập Vật lý 12: Bài 3. Con lắc đơn