Lý thuyết âo động của con lắc

Tóm tắt lý thuyết vật lý 12 Con lắc đơn – Con lắc vật lí
CON LẮC ĐƠN – CON LẮC VẬT LÍ
1/ Chu kỳ.
a)Con lắc đơn:
l
T=2π
g
b)Con lắc vật lí:
I
T=2π
mgd
. Trong đó: d là khoảng cách từ trọng tâm tới trục
quay.
2/ Sự biên thiên chu kỳ và sự nhanh chậm của đồng hồ dùng con lắc.
Giả sử đồng hồ chạy đúng với chu kỳ T
1
. Nếu chu kỳ của con lắc bây giờ là T
2
. Độ
biến thiên chu kỳ là: ΔT = T
2
- T
1
.
- Nếu ΔT > 0 thì đồng hồ chạy chậm đi.
- Nếu ΔT < 0 thì đồng hồ chạy nhanh hơn.
Thời gian nhanh hơn (hay chậm đi) của đồng hồ sau một khoảng thời gian δ là:
T
=
1
ΔT

δ
T
a) Sự biến thiên về chu kỳ do sự biến dạng vì nhiệt: Nhiệt độ tăng thì chiều dài tăng
làm cho chu kỳ tăng và do đó đồng hồ chạy chậm đi. Ngược lại nhiệt độ giảm làm cho
chu kỳ giảm và do đó đồng hồ chạy nhanh hơn. Ta có thể tính gần đúng:
1
ΔT
1
T 2
t
λ
= ∆
.
Trong đó: λ là hệ số nở dài vì nhiệt của chất làm dây treo con lắc. Δt = t
2
– t
1
là độ biến
thiên nhiệt độ.
b) Sự biến thiên về chu kỳ do thay đổi độ cao:
Ở mặt đất:
1
0
T =2π
l
g
với
0
2
M

g =G
R
Ở độ cao h ( so với mặt đất):
2
l
T =2π
g
h
với
h
2
M
g = G
(R+ h)
Ta có thể tính gần đúng:
1
ΔT
h
=
T R
. Trong đó R là bán kính Trái đất.
c) Sự biến thiên về chu kỳ do con lắc đặt trong trong điện trường đều:
Gia tốc biểu kiến:
/
g g a
→
→ →
= +
. Trong đó
a

→
là gia tốc do lực điện trường gây ra:
F q E
a =
m m
→ →
→
=
, q là điện tích của vật nặng m. Chu kỳ của con lắc sẽ là:
/
l
T=2π
g
.
d) Sự biến thiên về chu kỳ do con lắc đặt trong đặt trong một hệ quy chiếu chuyển
động với gia tốc
a
→
:
GV Phạm Sơn Tuấn THPT Hoàng Lệ Kha Hà Trung ĐT: 0988.428.223
1
Tóm tắt lý thuyết vật lý 12 Con lắc đơn – Con lắc vật lí
Gia tốc biểu kiến là:
/
g g - a
→
→ →
=
. Chu kỳ của con lắc cũng được tính bằng công
thức:

/
l
T=2π
g

( Lưu ý: Trong trường hợp c và d độ lớn của gia tốc biểu kiến phải được tính theo
quy tắc cộng véc tơ)
3/ Hiện tượng phách ( sự trùng phùng của hai con lắc).
Có hai con lắc A và B mà chu kỳ của chúng gần bằng nhau. Biết chu kỳ của A là
T
A
. Xác định chu kỳ của B.
Treo hai con lắc cạnh nhau, cùng độ cao. Thả cho hai con lắc dao động đồng thời
với cùng biên độ và pha ban đầu. Vì hai con lắc có chu kỳ khác nhau (mặc dù rất ít) nên
độ lệch pha của hai con lắc tăng dần. Đến một lúc nào đó hai con lắc lại dao động cùng
pha. Trong khoảng thời gian từ lần đồng pha này đến lần đồng pha kế tiếp thì hai con lắc
này hơn kém nhau một dao động. Đếm số dao động của A là n.
Nếu T
A
< T
B
: nT
A
= (n – 1)T
B.
Nếu T
A
> T
B
: nT

A
= (n + 1)T
B
.
GV Phạm Sơn Tuấn THPT Hoàng Lệ Kha Hà Trung ĐT: 0988.428.223
2