Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa
Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa. Phương trình li độ. Dao động điều hòa
Tin tức
Công thức:
Nội dung:
Khái niệm:
- Li độ hay độ dời là khoảng cách ngắn nhất từ vị trí ban đầu đến vị trị hiện tại của vật chuyển động, thường được biểu diễn tọa độ của vật trong hệ quy chiếu khảo sát chuyển động.
- Li độ trong dao động điều hòa là hàm và đồ thị là hình . Li độ có thể âm hoặc dương tùy thuộc vào pha dao động của vật.
Đơn vị tính: hoặc
Tin tức
Công thức liên quan
Phương trình li độ của dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Bài tập vận dụng. Phương trình dao động điều hòa. Li độ.Hướng dẫn chi tiết
Định nghĩa: Hình chiếu của một vật chuyển động tròn đều lên đường kính của nó là một dao động đều hòa.
Chú thích:
: Li độ của chất điểm tại thời điểm .
Thời gian .
: Biên độ dao động ( li độ cực đại) của chất điểm .
: Tần số góc (tốc độ góc) .
: Pha dao động tại thời điểm .
: Pha ban đầu của dao động tại thời điểm .
Đồ thị:
Đồ thị của tọa độ theo thời gian là đường hình sin.
Gia tốc của chất điểm trong dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12. Dao động điều hòa. Gia tốc lớn nhất. Gia tốc nhỏ nhất. Gia tốc cực đại. Gia tốc cực tiểu. Phương trình gia tốc. Phương trình dao động điều hòa. Hướng dẫn chi tiết.
Công thức:
Từ phương trình .
Chú thích:
: Gia tốc của chất điểm trong dao động điều hòa tại vị trí có li độ
: Tần số góc (tốc độ góc)
: li độ của chất điểm
Hệ thức vuông pha giữa các đại lượng - vật lý 12
Vật Lý 12.Công thức độc lập thời gian. Dao động điều hòa. Li độ. Vận Tốc. Gia tốc. Hướng dẫn chi tiết.
Li độ và vận tốc vuông pha nhau :
Vận tốc và gia tốc vuông pha nhau:
Chú thích:
: Li độ của chất điểm
: Biên độ dao động
: Tần số góc ( Tốc độ góc)
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ
: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x
: Vận tốc cực đại của chất điểm
: Gia tốc cực đại của chất điểm
Lưu ý: Hai công thức trên còn được gọi là hệ thức độc lập thời gian.
Biên độ dao động trong dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12. Biên độ dao động. Dao động điều hòa. Quỹ đạo. Quãng đường vật đi được. Công thức liên hệ giữa các đại lượng. Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích:
: Li độ của chất điểm
: Độ dài quỹ đạo
: Quãng đường vật đi được trong vòng
: Biên độ dao động
: Tần số góc ( Tốc độ góc)
: số dao động toàn phần mà chất điểm thực hiện được
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ
: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x
: Vận tốc cực đại của chất điểm
: Gia tốc cực đại của chất điểm
Chứng minh các công thức:
+ Vật chuyển động trên quỹ đạo dài .
+ Vật chuyển động cứ một vòng sẽ đi được quãng đường là , vật vật đi vòng thì quãng đường sẽ là .
+ Từ công thức tốc độ cực đại của vật: .
+ Từ công thức gia tốc cực đại của vật: .
+ Ta có: và .
+ Từ hệ thức độc lập thời gian :.
+ Từ hệ thức độc lập thời gian :.
Tần số góc của dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12. Dao động điều hòa. Chu kỳ. Tần số. Công thức độc lập thời gian. Tốc độ góc. Tần số góc. Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích:
: Tốc độ góc (Tần số góc) .
: Tần số dao động .
T: Chu kỳ dao động .
: Biên độ dao động .
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ .
: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x .
: Vận tốc cực đại của chất điểm .
: Gia tốc cực đại của chất điểm .
Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa .
Chứng minh các công thức:
+ Từ công thức tính tần sô : .
+ Từ công thức tính chu kỳ: .
+ Từ công thức vận tốc cực đại và gia tốc cực đại của chất điểm :
+ Từ công thức độc lập thời gian:
+ Công thức độc lập thời gian tại từng thời điểm là:
Hệ thức vuông pha giữa các đại lượng
Vật Lý 12. Dao động điều hòa. Hệ thức vuông pha.
Chú thích:
: Biên độ dao động .
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ .
: Gia tốc của chất điểm tại vị trí có li độ x .
: Vận tốc cực đại của chất điểm .
: Gia tốc cực đại của chất điểm .
Li độ của chất điểm trong dao động điều hòa .
Hệ thức độc lập theo thời gian - vận tốc trong dao động điều hòa - vật lý 12
Vật Lý 12. Dao động điều hòa. Phương trình dao động điều hòa. Vận tốc trong dao động điều hòa. Hệ thức độc lập theo thời gian. Hướng dẫn chi tiết.
Từ công thức độc lập thời gian :
Chú thích:
: Li độ của chất điểm
: Biên độ dao động
: Tần số góc ( Tốc độ góc)
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ
Xác định pha ban đầu của chất điểm trong dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Viết phương trình dao động điều hòa. Dao động điều hòa. Pha ban đầu của dao động Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích:
: Li độ của chất điểm
: Biên độ dao động
: Tần số góc ( Tốc độ góc)
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ
: Pha ban đầu của chất điểm
+ Căn cứ vào thời điểm thì :
Do nên dấu của tùy thuộc vào :
+ Hoặc chia 2 vế phương trình trên :
Lưu ý:
Nếu đề cho tại thì thì :
Mối liên hệ giữa động năng và thế năng - Vật lý 12
Vật Lý 12. Mối liên hệ giữa động năng và thế năng. Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích:
: Động năng
: Thế năng
: Số dương bất kỳ
: Li độ của chất điểm
: Biên độ dao động
: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ
: Vận tốc cực đại của chất điểm
Một số vị trí đặc biệt và quan hệ năng lượng tại điểm đó
(lưu ý: có thể lấy đối xứng các vectơ qua trục Ox và Oy để suy ra những vị trí còn lại)
CHỨNG MINH CÔNG THỨC
Tọa độ x:
Vận tốc v:
CÔNG THỨC TƯƠNG TỰ
Khi
Động năng của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Công thức động năng của con lắc lò xo. Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa : năng lượng mà lò xo có được dưới dạng chuyển động.Động năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì
Công thức :
Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.
Chú thích:
Động năng của lò xo .
Khối lượng của vật .
Vận tốc của vật .
Biên độ dao động cùa lò xo
Độ cứng của lò xo .
Li độ của vật
Thế năng của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Xác định thế năng của con lắc lò xo . Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa : năng lượng mà lò xo có được khi bị biến dạng đàn hồi.Thế năng biến thiên điều hòa theo t với chu kì
Công thức :
Chú ý : Thế năng cực tiểu ở VTCB, cực đại ở biên.
Chú thích:
Thế năng của lò xo .
Khối lượng của vật .
Vận tốc của vật .
Biên độ dao động cùa lò xo
Độ cứng của lò xo .
Pha ban đầu của dao động
Li độ của vật
Công thức tính cơ năng của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Xác định cơ năng của con lắc lò xo. Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa : Tổng các dạng năng lượng mà lò xo có được .Cơ năng có giá trị xác định (không biến thiên theo t) và bảo toàn khi bỏ qua ma sát.
Công thức :
Chú ý : Động năng cực đại ở VTCB, cực tiểu ở biên.
Chú thích:
Cơ năng của lò xo
Động năng của lò xo .
Thế năng của lò xo .
Khối lượng của vật .
Vận tốc của vật .
Biên độ dao động cùa lò xo
Độ cứng của lò xo .
Li độ của vật
Phương trình dao động của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Xác định phương trình dao động của con lắc lò xo .
Phương trình dao động của con lắc lò xo:
Vị trí cân bằng là vị trí lò xo không bị biến dạng.Tốc độ góc của phương trình dao động là tốc độ góc của con lắc lò xo
Với Li độ của con lắc lò xo .
Biên độ dao động của con lắc lò xo
Tốc độ góc của con lắc lò xo
Pha ban đầu
Thời điểm
Bước 1: Tính , A
Bước 2: Xác định pha ban đầu
Lực phục hồi của dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Lực phục hồi của dao động điều hòa.Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa : Lực phục hồi trong dao động điều hòa là tổng hợp các lực làm cho vật dao động điều hòa.Lực phục hồi cũng biến thiên điều hòa cùng tần số với gia tốc .
Công thức :
Chú ý lực phục hồi cùng chiều với gia tốc có độ lớn cực đại tại hai biên bằng 0 tại VTCB
Động năng của dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Động năng của dao động điều hòa. Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa:
Động năng của dao động điều hòa là dạng năng lượng dưới dạng chuyển động .Biến thiên với chu kì và tần số .Trong quá trình chuyển động động năng và thế năng chuyển đổi cho nhau.
Công thức:
Với Động năng của dao động điều hòa
m : Khối lượng của vật
: tần số góc của dao động điều hòa
Biên độ của dao động điều hòa
Chú ý động năng cực đại : tại VTCB và bằng cơ năng
Mối tương quan giữa chu kì dao động của con lắc và chu kì biến đổi của động năng:
- Trong dao động điều hòa. Chu kì của dao động tự do gấp hai lần chu kì biến đổi của động năng.
- Trong dao động điều hòa. Tần số của dao động tự do bằng một nửa tần số biến đổi của động năng.
Thế năng của dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Thế năng của dao động điều hòa. Hướng dẫn chi tiết.
Định nghĩa : Thế năng là dạng năng lượng phụ thuộc vào vị trí .Thế năng biến thiên điều hòa cùng chu kì, tần số với động năng.Thế năng và động năng có thể chuyển hóa cho nhau nhưng cơ năng là một đại lượng bảo toàn.
Công thức:
Chú ý : tại biên và có giá trị bằng cơ năng
Tỉ số động năng và thế năng trong dao động điều hòa - vật lý 12
Vật lý 12.Tỉ số động năng và thế năng trong dao động điều hòa. Hướng dẫn chi tiết.
Công thức:
Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn li độ,lực phục hồi, thế năng vượt quá u - vật lý 12
dùng cho li độ , lực phục hồi . gia tốc.
dùng cho thế năng
Vật lý 12.Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn li độ,lực phục hồi, thế năng vượt quá u. Hướng dẫn chi tiết.
Thời gian để vật dao động điều hòa có độ lớn li độ,lực phục hồi, thế năng vượt quá u trong 1 chu kì
Công thức
dùng cho li độ , lực phục hồi . gia tốc.
dùng cho thế năng
Khoảng thời gian này được tính khi vật đi từ vị trí có điều kiện bằng u ra biên.Các khoảng thời gian này đổi xứng nhau qua biên.Khi xét thêm chiều ta lấy khoảng thời gian chia cho 2.
Li độ, vận tốc của dao động điều hòa sau khoảng thời gian - vật lý 12
Vật lý 12.Li độ, vận tốc của dao động điều hòa sau khoảng thời gian. Hướng dẫn chi tiết.
Tại thời điểm t1 vật có li độ x1 và vận tốc v1
Đến thời điểm vật có li độ x2 và vận tốc v2
Ta có:
Với , nên
Ta có:
Vậy:
* Đặc biệt:
+ Sau khoảng thời gian (hoặc ) vật trở lại vị trí và chiều chuyển động như cũ: ; .
+ Sau khoảng thời gian [hoặc ] vật qua vị trí đối xứng: ; .
+ Sau khoảng thời gian [hoặc ] vật qua vị trí đối xứng:
Biên độ, tần số góc con lắc lò xo sau va chạm mềm - vật lý 12
Vật lý 12 .Biên độ , tần số góc con lắc lò xo sau va chạm mềm. Hướng dẫn chi tiết.
Va chạm mềm : con lắc lò xo có va chạm với vật có vận tốc lần lượt .Sau va chạm hai vật bi dính lại và chuyển động cùng vật tốc.
Bảo toàn động lượng :
, là vận tốc sau va chạm
Công thức :
Với x là vị trí so với VTCB mà vật bắt đầu va chạm
Phương trình vận tốc của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Phương trình vận tốc của con lắc lò xo. Hướng dẫn chi tiết.
Phương trình vận tốc của con lắc đơn
Với Li độ
Biên độ
Tần số góc con lắc lò xo
Vận tốc của con lắc lò xo
Chú ý :
+ Vận tốc vuông pha li độ dài và li độ góc, cực đại tại VTCB và bằng 0 tại Biên.
+ Với vận tốc cực đại :
Vận tốc của con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Vận tốc của con lắc lò xo. Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích :
Vận tốc của con lắc lò xo
: Tần số góc của con lắc lò xo
Vận tốc cực đại
: Động năng của con lắc lò xo
n : Tỉ số động năng và thế năng
x : li độ của vật
A: Biên độ của vật
Li độ của vật trong con lắc lò xo - vật lý 12
Vật lý 12.Li độ của vật trong con lắc lò xo . Hướng dẫn chi tiết.
Chú thích : Li độ của vật
: Biên độ của vật
Gia tốc cực đại
:Gia tốc của vật
n : tỉ số động năng và thế năng
Vận tốc của vật
: Vận tốc cực đại của vật
l: Chiều dài dây đang bị thay đổi
: Chiều dài ban đầu
:Độ biến dạng của lò xo tại VTCB