Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5

Giải Vật lí 11 Bài 3: Năng lượng trong dao động điều hoà  

Luyện tập 3 trang 27 Vật Lí 11: Cho đồ thị vận tốc – thời gian của một con lắc đơn dao động như Hình 3.5. Biết rằng khối lượng của vật treo vào sợi dây là 0,2 kg. Xác định:

a) Chu kì và tần số góc của con lắc.

b) Vận tốc cực đại của vật.

c) Cơ năng của con lắc.

d) Biên độ của vật.

Hình 3.5. Đồ thị vận tốc – thời gian của con lắc đơn

Lời giải:

Từ đồ thị vận tốc – thời gian ta xác định được một số đại lượng sau:

a) Chu kì T = 1,2 s

Tần số góc: $\omega =\frac{2\pi }{T}=\frac{2\pi }{\mathrm{1,2}}\approx \mathrm{5,24}rad/s$

b) Vận tốc cực đại: v_max = 0,35 m/s

c) Cơ năng: $\text{W}=\frac{1}{2}m{v}_{\max }^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.0,2.0,35}}^2=\mathrm{0,012}J$

d) Biên độ: $A=\frac{v_{\max }}{\omega }=\frac{\mathrm{0,35}}{\mathrm{5,24}}=\mathrm{0,067}m=\mathrm{6,7}cm$