LH Quảng cáo: lazijsc@gmail.com

Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Tính tốc độ của vật khi nó qua vị trí cân bằng và độ lớn lực căng của dây treo khi đó trong trường hợp:

----- Nội dung ảnh -----
1.30. Một con lắc đơn gom sợi dây có chiều dài 1,20 m và vật có khối lượng 0,500 kg. Treo con lắc tại nơi có gia tốc trọng trường 9,81 m/s². Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng sao cho dây tạo với phương thẳng đứng một góc α, rồi thả tay cho vật dao động không vận tốc đầu. Bỏ qua mọi lực cản. Tính tốc độ của vật khi nó qua vị trí cân bằng và độ lớn lực căng của dây treo khi đó trong trường hợp:

a) α₀ = 8,00°.

b) α₀ = 30,0°.
1 trả lời
Hỏi chi tiết
22
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính tốc độ của vật khi nó qua vị trí cân bằng và độ lớn của lực căng của dây treo, chúng ta sẽ giải bài toán với các thông số đã cho.

### Cách giải

**Thông số:**
- Chiều dài dây \( L = 1.20 \, m \)
- Khối lượng vật \( m = 0.500 \, kg \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 9.81 \, m/s^2 \)

1. **Tính tốc độ tại vị trí cân bằng:**

Khi vật dao động qua vị trí cân bằng, toàn bộ thế năng (do chiều cao) sẽ chuyển thành động năng. Tại điểm cao nhất (khi vật ở vị trí góc \( \alpha \)), thế năng \( U \) được tính theo công thức:

\[
U = mgh
\]

Trong đó \( h \) là độ cao so với vị trí cân bằng, có thể tính từ chiều dài dây và góc \( \alpha \):

\[
h = L - L \cos(\alpha) = L (1 - \cos(\alpha))
\]

Thay vào công thức của thế năng:

\[
U = mgL(1 - \cos(\alpha))
\]

Khi qua vị trí cân bằng, toàn bộ thế năng chuyển thành động năng \( K \):

\[
K = \frac{1}{2} mv^2
\]

Do đó, ta có:

\[
mgL (1 - \cos(\alpha)) = \frac{1}{2} mv^2
\]

Rút gọn và giải cho \( v \):

\[
v^2 = 2gL (1 - \cos(\alpha))
\]
\[
v = \sqrt{2gL (1 - \cos(\alpha))}
\]

2. **Tính lực căng của dây treo khi vật qua vị trí cân bằng:**

Khi vật đi qua vị trí cân bằng, lực căng \( T \) trong dây được tính bằng:

\[
T = mg + \frac{mv^2}{L}
\]

### Tính toán

#### a) Với \( \alpha = 8^\circ \)

- Tính \( \cos(8^\circ) \):

\[
\cos(8^\circ) \approx 0.9903
\]

- Tính \( v \):

\[
v = \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 1.20 \cdot (1 - 0.9903)} \approx \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 1.20 \cdot 0.0097} \approx \sqrt{0.228} \approx 0.478 \, m/s
\]

- Tính \( T \):

\[
T = 0.500 \cdot 9.81 + \frac{0.500 \cdot (0.478)^2}{1.20} \approx 4.905 + \frac{0.500 \cdot 0.228}{1.20} \approx 4.905 + 0.095 \approx 5.000 \, N
\]

#### b) Với \( \alpha = 30^\circ \)

- Tính \( \cos(30^\circ) \):

\[
\cos(30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866
\]

- Tính \( v \):

\[
v = \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 1.20 \cdot (1 - 0.866)} \approx \sqrt{2 \cdot 9.81 \cdot 1.20 \cdot 0.134} \approx \sqrt{3.164} \approx 1.78 \, m/s
\]

- Tính \( T \):

\[
T = 0.500 \cdot 9.81 + \frac{0.500 \cdot (1.78)^2}{1.20} \approx 4.905 + \frac{0.500 \cdot 3.1684}{1.20} \approx 4.905 + 1.32 \approx 6.225 \, N
\]

### Kết quả:
- a) Tốc độ: \( v \approx 0.478 \, m/s \); Lực căng: \( T \approx 5.000 \, N \)
- b) Tốc độ: \( v \approx 1.78 \, m/s \); Lực căng: \( T \approx 6.225 \, N \)
1
0
Nhi
29/09 22:36:03
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập liên quan
Bài tập Vật lý Lớp 11 mới nhất
Trắc nghiệm Vật lý Lớp 11 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Gia sư Lazi Gia sư