I) Khái niệm
– con lắc lò xo nó chứa một vật nặng nhỏ tôi gắn vào cuối lò xo sấy k là một khối lượng không thể đếm được.
II) Phương trình dao động
– Xét con lắc lò xo nằm ngang: vật có khối lượng tôiMùa xuân khô kmặt ngang không ma sát.
Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ tại VTCB (vị trí lò xo không biến dạng.
Lực tác dụng lên vật: trọng lực p→máy bay phản lực N→sức mạnh đàn hồi F→.
Theo định luật II Newton ta có: p→ + N→ + F→ = mmột →
Bố trí trên trục ox ta có: F = ma
⇔ – kx = ma ⇔ a = x” = ( – k/m ). x (Phương trình vi phân 2)
Giải phương trình trên có dạng: x = A cos(ωt + )
Với A, φ ∶ được xác lập từ điều kiện gắn với nguồn gốc của bài toán.
Quảng cáo
III) Cơ năng của con lắc lò xo:
– Công suất mạnh Fdh: là lực xuất hiện khi lò xo bị biến dạng.
Fđh = -k∆l (Trong đó ∆l là độ dời của lò xo so với vị trí lò xo không dời)
– Sức mạnh phục hồi (sức mạnh phục hồi): là lực tổng hợp tác dụng lên vật quay.
Fph = ma = -kx (Trong đó x là quãng đường vật đi được so với VTCB)
Lực trẻ hóa luôn hướng vào vị trí khớp.
– Bình luận
Trong con lắc lò xo nằm ngang: x = l (vì VTCB là điểm lò xo không biến dạng)
Trong con lắc lò xo thẳng đứng:
Tại VTCB, lực tổng hợp là 0 : k l0 = mg
→ Ứng suất lò xo trên VTCB l0 = mg/k
( VTCB khác vị trí lò xo không cong).
IV) Công của con lắc lò xo:
– Động năng về con lắc lò xo:
– thế năng đàn hồi của con lắc lò:
– Ở con lắc lò xo nằm ngang x = ∆ l nên:
– Công việc trong con lắc lò xo:
– Bình luận: Trong quá trình dao động, động năng và cơ năng của con lắc lò xo tuần hoàn với T/2, còn cơ năng của vật được bảo toàn.