Một con lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài 1,20 m và vật có khối lượng 0,500 kg

Lời giải Bài 1.30 trang 14 SBT Vật lí 11 sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 11.

1 594 02/09/2023


Giải SBT Vật lí 11 Chủ đề 1: Dao động

Bài 1.30 trang 14 SBT Vật lí 11: Một con lắc đơn gồm sợi dây có chiều dài 1,20 m và vật có khối lượng 0,500 kg. Treo con lắc tại nơi có gia tốc trọng trường 9,81 m/s2 . Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho sợi dây tạo với phương thẳng đứng một góc α0 rồi thả tay cho vật dao động không vận tốc đầu. Bỏ qua mọi lực cản. Tính tốc độ của vật khi nó qua vị trí cân bằng và độ lớn lực căng của dây treo khi đó trong trường hợp:

a) α0 = 8,00o.

b) α0 = 30,0o.

Lời giải:

a) Khi α0 = 8o < 10o, con lắc dao động với biên độ nhỏ, nên được coi gần đúng là dao động điều hòa với tần số góc là ω=gl=9,811,2=2,86rad/s

Biên độ của con lắc: A=lαo=1,2.8.π180=0,168m

Tốc độ của vật khi qua VTCB: vmax=ωA=2,86.0,168=0,48m/s

Ở VTCB, tổng hợp trọng lực và lực căng dây treo tác dụng lên vật đóng vai trò là lực hướng tâm:

TP=Fht=mvmax2lT=P+mvmax2lT=0,5.9,81+0,5.0,4821,2=5N

b) Khi góc α0 = 30o, dao động của con lắc đơn không phải dao động điều hoà. Chọn gốc thế năng hấp dẫn tại điểm O, áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho chuyển động của con lắc đơn ở môi trường không có lực cản.

WO=WA12mvmax2=mgl(1cosα0)vmax=2gl(1cosα0)=2gl(1cos30)=1,78m/s.

Lực căng dây:

T=P+mvmax2lT=0,5.9,81+0,5.1,7821,2=6,23N

1 594 02/09/2023


Xem thêm các chương trình khác: