Một con lắc đơn gồm vật nặng khối lượng m = 1 kg treo vào sợi dây có chiều dài l = 40 cm . Kéo vật đến vị trí dây làm với đường thẳng đứng một góc \(\alpha_0\) = 600 rồi thả nhẹ . Bỏ qua sức cản không khí . Lấy g = 10 m/s2 . Tìm vận tốc của con lắc và lực căng của sợi dây khi nó đi qua :
a/ Vị trí với góc \(\alpha\) = 300 .
b/ Vị trí cân bằng .
l=40cm=0,4m
gốc thế năng tại vị trí vân bằng
a) cơ năng tại C
\(W_C=W_{đ_C}+W_{t_C}=0+m.g.AE\)
(AE=\(l-OE\))
\(\Leftrightarrow W_C=m.g.\left(l-l.cos60^0\right)=\)2J
cơ năng tại B
\(W_B=W_{t_B}+W_{đ_B}=m.g.\left(l-l.cos30^0\right)+\dfrac{1}{2}.m.v_B^2\)
\(\Leftrightarrow\)\(W_B=\)\(4-2\sqrt{3}+\dfrac{1}{2}.mv_B^2\)
bảo toàn cơ năng
\(W_B=W_C\)
\(\Rightarrow v_B\approx\)1,71m/s
vật quay tròn quanh tâm O
\(\overrightarrow{T}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a_{ht}}\)
chiếu lên trục Ox phương song song dây, chiều dương hướng vào trong
\(T-m.g.cos30^0=m.\dfrac{v_B^2}{l}\)
\(\Rightarrow T\approx16N\)
b) cơ năng tại vị trí cân bằng
\(W_A=0+\dfrac{1}{2}.m.v^2_A\)
bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_C\)
\(\Rightarrow v_A=\)2m/s
lực căng dây lúc này
\(T=P+m.\dfrac{v_B^2}{l}\)=20N
