Tổng hợp lý thuyết con lắc lò xo

Tổng hợp lý thuyết con lắc lò xo
NỘI DUNG BÀI GIẢNG
Con lắc lò xo gồm một lò xo có khối lượng không đáng kể, có độ cứng k một đầu gắn cố định, đầu kia gắn với
vật nặng kích thước không đáng kể, có khối lượng m.
+ Phương trình dao động: x = Acos(ωt +φ); với ω =

.

+ Lực gây ra dao động điều hòa luôn luôn hướng về vị trí cân bằng gọi là lực kéo về hay lực phục hồi. Lực kéo
về có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của li độ và là lực gây ra gia tốc cho vật dao động điều hòa, viết dưới dạng đại số:
F = - kx = - mω2x.
Lực kéo về của con lắc lò xo không phụ thuộc vào khối lượng của vật.
+ Lực đàn hồi có tác dụng đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng. Với con lắc lò xo nằm ngang thì lực đàn
hồi chính là lực kéo về.
+ Động năng: Wđ =

mv2 =

mω2A2sin2(ωt + φ).

+ Thế năng (mốc ở vị trí cân bằng): Wt =

+ Cơ năng: W = Wt + Wđ =

kA2 =

kx2 =

kA2cos2(ωt + φ).

mω2A2 = hằng số.

+Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.
+Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.
+ Wđ = Wt khi x = ±

; thời gian giữa 2 lần liên tiếp để Wđ = Wt là

.

+ Li độ, vận tốc, gia tốc, lực kéo về biến thiên điều hòa cùng tần số.
+ Thế năng, động năng của vật dao động điều hòa biến thiên tuần hoàn cùng tần số và tần số đó lớn gấp đôi
tần số của li độ, vận tốc, gia tốc.
+ Khi vật đi từ vị trí cân bằng ra biên: Wđ ↘↘; Wt ↗↗.
+ Khi vật đi từ biên về vị trí cân bằng: Wđ ↗↗; Wt↘↘ .
+ Tại vị trí cân bằng (x = 0): Wt = 0; Wđ = Wđmax = W.
+ Tại vị trí biên (x =±A): Wđ = 0; Wt = Wtmax = W.