Một con lắc di chuyển từ vị trí A đến vị trí B (Hình 69). Tính độ dài quãng đường AB mà con lắc đó đã di chuyển, biết rằng sợi dây OA có độ dài bằng l và tia OA tạo với phương thẳng đứng góc α.
Một vật nhỏ được treo vào một sợi dây không giãn, không khối lượng để tạo thành một con lắc đơn có chiều dài 1 m. Vật nặng đang ở vị trí cân bằng thì được kéo đến vị trí mà dây treo làm với phương thẳng đứng một góc 600 rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/s2. Trong quá trình chuyển động, tại vị trí mà dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α với cos α = 5 6 thì tốc độ của vật nặng gần bằng:
A. 2,6 m/s.
B. 6,7 m/s.
C. 1,8 m/s.
D. 2,9 m/s.
Một con lắc đơn có chiều dài l = 90 cm, khối lượng m = 100g, treo tại O. Kéo con lắc lệch đến vị trí A sao cho dây OA lệch so với đường thẳng đứng một góc 30 độ rồi thả tự do.
a) Tính vận tốc của vật ở vị trí thấp nhất và sức căng của sợi dây tại đó
b) Sau đó dây vướng đinh ở điểm B với OB = 30 cm. Tính góc β khi vật lên cao nhất A
Một vật nhỏ được treo vào một sợi dây không giãn, không khối lượng để tạo thành một con lắc đơn có chiều dài 1 m. Vật nặng đang ở vị trí cân bằng thì được kéo đến vị trí mà dây treo làm với phương thẳng đứng một góc 60 ° rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m / s 2 . Trong quá trình chuyển động, tại vị trí mà dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α với cos α = 5 6 thì tốc độ của vật nặng gần bằng:
A. 2,6 m/s.
B. 6,7 m/s.
C. 1,8 m/s.
D. 2,9 m/s.
Một vật nhỏ được treo vào một sợi dây không giãn, không khối lượng để tạo thành một con lắc đơn có chiều dài 1 m. Vật nặng đang ở vị trí cân bằng thì được kéo đến vị trí mà dây treo làm với phương thẳng đứng một góc 60 ° rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/ s 2 . Trong quá trình chuyển động, tại vị trí mà dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc α với thì tốc độ của vật nặng gần bằng:
A. 2,6 m/s.
B. 6,7 m/s
C. 1,8 m/s.
D. 2,9 m/s.
Đáp án A
+ Tốc độ của vật nặng v = 2 gl cosα − cosα 0 = 2 , 6 m/s
Một con lắc đơn có sợi dây dài 1m và vật nặng có khối lượng 500g. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng sao cho cho dây làm với đường thẳng đứng một góc 60o rồi thả nhẹ. Lấy g = 10 ( m / s 2 )
a. Xác định cơ năng của con lắc đơn trong quá trình chuyển động
b. Tính vận tốc của con lắc khi nó đi qua vị trí mà dây làm với đường thẳng đứng góc 30 0 ; 45 0 và xác định lực căng của dây ở hai vị trí đó. Lấy g=10m/s2
c. Xác định vị trí để vật có v= 1,8 m/s
d. Ở vị trí vật có độ cao 0,18m vật có vận tốc bao nhieu
e. Xác định vận tốc tại vị trí 2 w t = w đ
f. Xác định vị trí để 2 w t = 3 w đ , tính vận tốc và lực căng khi đó
Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng
a. Ta có cơ năng
W = m g z = m g l ( 1 − cos 60 0 ) = 0 , 5.10.1 ( 1 − 0 , 5 ) = 2 , 5 ( J )
b. Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W B ⇒ m g z A = 1 2 m v B 2 + m g z B ⇒ v B = 2 g ( z A − z B ) ( 1 ) M à z A = H M = l − O M = l − l cos α 0 z B = l − l cos α
Thay vào ( 1 ) ta có
v B = 2 g l ( cos α − cos α 0 ) + K h i α = 30 0 ⇒ v B = 2 g l ( cos 30 0 − cos 60 0 ) ⇒ v B = 2.10.1 ( 3 2 − 1 2 ) ≈ 2 , 71 ( m / s )
+ K h i α = 45 0 ⇒ v B = 2 g l ( cos 45 0 − cos 60 0 ) ⇒ v B = 2.10.1 ( 2 2 − 1 2 ) ≈ 2 , 035 ( m / s )
Xét tai B theo định luật II Newton ta có: P → + T → = m a →
Chiếu theo phương của dây
T − P y = m a h t ⇒ T − P cos α = m v 2 l ⇒ T − m g cos α = 2 m g ( cos α − cos α 0 ) ⇒ T = m g ( 3 cos α − 2 cos α 0 )
Khi α = 30 0 ⇒ T = m g ( 3 cos 30 0 − 2 cos 60 0 )
⇒ T = 0 , 5.10 ( 3. 3 2 − 2. 1 2 ) = 7 , 99 ( N )
Khi α = 45 0 ⇒ T = m g ( 3 cos 45 0 − 2 cos 60 0 )
⇒ T = 0 , 5.10 ( 3. 2 2 − 2. 1 2 ) = 5 , 61 N
Lưu ý: Khi làm trắc nghiệm thì các em áp dụng luôn hai công thức
+ Vận tốc của vật tại vị trí bất kỳ: v B = 2 g l ( cos α − cos α 0 )
+ Lực căng của sợi dây: T = m g ( 3 cos α − 2 cos α 0 )
c. Gọi C là vị trí để vật có v= 1,8m/s
Áp dụng công thức v C = 2 g l ( cos α − cos α 0 )
1 , 8 = 2.10.1 ( cos α − cos 60 0 ) ⇒ cos α = 0 , 662 ⇒ α = 48 , 55 0
Vật có đọ cao
z C = l − l cos α = 1 − 1.0 , 662 = 0 , 338 ( m )
d. Gọi D là vị trí vật có độ cao 0,18m
Áp dụng công thức
z D = l − l cos α ⇒ 0 , 18 = 1 − 1. cos α ⇒ cos α = 0 , 82
Áp dụng công thức
v D = 2 g l ( cos α − cos α 0 ) = 2.10.1. ( 0 , 82 − 0 , 5 ) = 2 , 53 ( m / s )
e. Gọi E là vị trí mà 2 w t = w đ Theo định luật bảo toàn cơ năng W A = W E
W A = W d E + W t E = 3 2 W d E ⇒ 2 , 5 = 3 2 . 1 2 . m v E 2 ⇒ v E = 2 , 5.4 3. m = 10 3.0 , 5 = 2 , 581 ( m / s )
f. Gọi F là vị trí để 2 w t = 3 w đ
Theo định luật bảo toàn cơ năng W A = W F
W A = W d F + W t F = 5 3 W t F ⇒ 2 , 5 = 5 3 . m g z F ⇒ z F = 2 , 5.3 5. m . g = 0 , 3 ( m ) M à z F = l − l cos α F ⇒ 0 , 3 = 1 − 1. cos α F ⇒ cos α F = 0 , 7 ⇒ α F = 45 , 573 0
Mặt khác v F = 2 g l ( cos α F − cos 60 0 ) = 2.10.1 ( 0 , 7 − 0 , 5 ) = 2 ( m / s )
Xét tại F theo định luật II Newton P → + T → = m a →
Chiếu theo phương của dây
− P cos α F + T F = m v F 2 l ⇒ − 0 , 5.10.0 , 7 + T F = 0 , 5. 2 2 1 ⇒ T = 5 , 5 ( N )
Một con lắc đơn, vật nặng m gắn vào đầu sợi dây nhẹ dài l, đầu kia của sợi dây treo vào điểm cố định. Kéo con lắc lệch góc αo so với phương thẳng đứng rồi thả nhẹ. Bỏ qua mọi ma sát, chọn gốc thế năng tại vị trí dây treo thẳng đứng, thế năng của vật nặng khi con lắc đến vị trí có góc lệch α so với phương thẳng đứng là:
A. mgl(1 – cosα)
B. mg(3cosα – 2cosαo)
C. 2gl(cosα – cosαo)
D. mgl(3 – 2cosαo)
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 α 0 = 60 0 rồi thả nhẹ. Bỏ qua sức cản không khí. Lấy g = 10 m / s 2 . Tìm vận tốc của con lắc và lực căng của sợi dây khi nó đi qua:
a) Vị trí ứng với góc α = 30 0 .
b) Vị trí cân bằng.
Một con lắc đơn gồm quả cầu kim loại nhỏ có khối lượng m = 1 g mang điện tích q = – 5 , 66 . 10 - 7 C được treo bằng sợi dây mảnh dài l = 1,40 m trong chân không và trong điện trường đều có phương nằm ngang, có cường độ 100 V/m. Lấy g = 9 , 79 m / s 2 . Ở vị trí cân bằng dây treo tạo với phương thẳng đứng một góc α. Góc α và chu kì dao động của con lắc đơn là
A. α = 0 , 33 0 , T = 2 , 37 s
B. α = 30 0 , T = 2 , 21 s
C. α = 20 0 , T = 2 , 21 s
D. α = 30 0 , T = 2 , 37 s
Một con lắc đơn có chiểu dài dây treo 1,69 m dao động tại nơi có g = 9,61 m/ s 2 . Từ vị trí cân bằng đưa vật đến vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 60 o rồi thả nhẹ cho con lắc dao động. Tốc độ khi vật qua vị trí cân bằng là
A. 4,03 m/s
B. 4,22 m/s.
C. 5,97 m/s
D. 5,70 m/s
Đáp án A
+ Tốc độ của vật khi đi qua vị trí cân bằng v = v max = 2 gl 1 − cosα 0 = 4 , 03