Giải bài 5 trang 13 – Bài 2 - SGK môn Vật lý lớp 12
Một con lắc lò xo dao động điều hòa. Lò xo có độ cứng \(k = 40 N/m\). Khi vật \(m\) của con lắc đi qua vị trí có li độ \(x = - 2cm\) thì thế năng của con lắc là bao nhiêu?
| A. - 0,016 \(J\). | B. - 0,008 \(J\). |
| C. 0,016 \(J\). | D. 0,008 \(J\). |
Chọn D. 0,008 \(J\).
Ta có thế năng: \( {{\text{W}}_{t}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}=\dfrac{1}{2}40{{(-0,02)}^{2}}\)
\(\Rightarrow\) \( {{\text{W}}_{t}}=\)0,008 \(J\).
Ghi nhớ:
- Con lắc lò xo là một hệ dao động điều hòa.
- Công thức của lực kéo về tác dụng vào con lắc lò xo là:
\(f=-kx\)
trong đó x là li độ của vật m; k là độ cứng của lò xo; dấu trừ chỉ rằng lực \( \overrightarrow{F} \) luôn luôn hướng về vị trí cân bằng.
- Chu kì dao động của con lắc lò xo là: \( T=2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}} \)
- Động năng của con lắc lò xo là:
\( {{W}_{\text{đ}}}=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}} \) (m là khối lượng của vật)
- Thế năng của con lắc lò xo (mốc thế năng ở vị trí cân bằng):
\( {{W}_{t}}=\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}} \) (x là li độ của vật m)
- Cơ năng của con lặc lò xo:
\( W=\dfrac{1}{2}m{{v}^{2}}+\dfrac{1}{2}k{{x}^{2}}\text{ hay: W = }\dfrac{1}{2}k{{A}^{2}}=\dfrac{1}{2}m{{\omega }^{2}}{{A}^{2}}=\text{ hằng số} \)
- Cơ năng của con lắc tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động.
- Cơ năng của con lắc được bảo toàn nếu bỏ qua mọi ma sát.