Trả lời câu hỏi C1 trang 143 – Bài 27 - SGK môn Vật lý lớp 10
Con lắc đơn tạo bởi một vật nặng nhỏ gắn vào đầu một sợi dây mảnh không co dãn, đầu kia của dây gắn cố định tại C (Hình 27.2). Đưa vật lên vị trí A rồi thả nhẹ nhàng, vật sẽ đi xuống đến O (vị trí thấp nhất ) rồi đi lên đến B, sau đó quay lại và dao động cứ thế tiếp diễn. Nếu không có tác dụng của các lực cản, lực ma sát :
a) Chứng minh rằng A và B đối xứng với nhau qua CO.
b) Vị trí nào động năng cực đại? Cực tiểu?
c) Trong quá trình nào động năng chuyển hóa thành thế năng và ngược lại?
a, Cơ năng của vật bảo toàn nên:
\( {{\text{W}}_{A}}={{\text{W}}_{B}} \\ \Leftrightarrow {{\text{W}}_{dA}}+{{\text{W}}_{tA}}={{\text{W}}_{dB}}+{{\text{W}}_{tB}} \\ \)
Tại A và B vật đổi chiều chuyển động nên vận tốc của vật bằng 0,ta có:
\( {{\text{W}}_{dA}}={{\text{W}}_{dB}}=0 \\ \)
\( \Rightarrow {{\text{W}}_{tA}}={{\text{W}}_{tB}}\Leftrightarrow mg{{z}_{A}}=mg{{z}_{B}} \\ \Rightarrow {{z}_{A}}={{z}_{B}} \\ \)
Lúc đấy AB vuông góc với CO tại điểm H và HA=HB. Vậy A,B đối xứng nhau qua CO
b. Tại O thế năng cực tiểu nên động năng là cực đại.
Tại A,B vật đổi chiều chuyển động nên động năng cực tiểu nên thế năng trở nên cực đại.
c, Khi vật đi từ O đến A hoặc từ O đến B thì xảy ra quá trình chuyển hóa động năng thành thế năng.
Khi vật đi từ A hoặc từ B về O thì xảy ra quá trình chuyển hóa thế năng thánh động năng.
Ghi nhớ :
- Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của trọng lực bằng tổng động năng và thế năng trọng trường của vật.
- Cơ năng của vật chuyển động dưới tác dụng của lực đàn hồi bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật.
- Nếu không có tác dụng của lực khác (như lực cản, lực ma sát...) thì trong quá trình chuyển động, cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn.