Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một con lắc với vật nặng có khối lượng 300 g dao động điều hòa với tần số góc 2π rad/s, biên độ 10 cm. Tại thời điểm vật có tốc độ là 20 cm/s thì thế năng của vật là 0,082 J

Một con lắc với vật nặng có khối lượng 300 g dao động điều hòa với tần số góc 2π rad/s, biên độ 10 cm. Tại thời điểm vật có tốc độ là 20 cm/s thì thế năng của vật là

0,082 J.
0,035 J.
0,054 J.
0,25 J.
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
313
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính thế năng của con lắc trong dao động điều hòa, chúng ta có thể sử dụng các công thức cho dao động điều hòa.

1. **Các thông số đã cho:**
- Khối lượng \( m = 300 \) g = \( 0.3 \) kg (chuyển đổi sang kg).
- Tần số góc \( \omega = 2\pi \) rad/s.
- Biên độ \( A = 10 \) cm = \( 0.1 \) m (chuyển đổi sang mét).
- Tốc độ \( v = 20 \) cm/s = \( 0.2 \) m/s (chuyển đổi sang mét).

2. **Công thức cho thế năng trong dao động điều hòa:**
\[
U = \frac{1}{2} k x^2
\]
Trong đó \( k \) là độ cứng của lò xo, \( x \) là độ biến dạng.

3. **Tìm \( k \):**
- Đầu tiên, chúng ta cần tìm \( k \) từ tần số góc:
\[
\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \quad \Rightarrow \quad k = m\omega^2
\]
Thay giá trị vào:
\[
k = 0.3 \cdot (2\pi)^2 \approx 0.3 \cdot 39.478 \approx 11.843 \, \text{N/m}
\]

4. **Tìm \( x \) bằng cách sử dụng công thức năng lượng tổng:**
\[
E = \frac{1}{2} k A^2 = \frac{1}{2} k (0.1)^2
\]
Tính \( E \):
\[
E = \frac{1}{2} \cdot 11.843 \cdot 0.01 = 0.059215 \, \text{J}
\]

5. **Năng lượng cơ (tổng) liên quan đến động năng và thế năng:**
\( E = U + K \), với \( K = \frac{1}{2} mv^2 \).
Tính động năng \( K \):
\[
K = \frac{1}{2} \cdot 0.3 \cdot (0.2)^2 = \frac{1}{2} \cdot 0.3 \cdot 0.04 = 0.006 \, \text{J}
\]

6. **Thế năng \( U \):**
\[
U = E - K = 0.059215 - 0.006 = 0.053215 \, \text{J}
\]

Làm tròn, thế năng gần nhất là:
\[
U \approx 0.054 \, \text{J}
\]

Vậy câu trả lời là: **0,054 J.**
1
0
Ngọc
02/11 19:26:31
+5đ tặng
Tính độ cứng lò xo (k):
Ta có: ω^2 = k/m => k = mω^2 = 0.3 kg * (2π rad/s)^2 = 12 N/m
Tính cơ năng (W):
W = 1/2kA^2 = 1/2 * 12 N/m * (0.1 m)^2 = 0.06 J
Tính động năng tại thời điểm v = 20 cm/s:
Wđ = 1/2mv^2 = 1/2 * 0.3 kg * (0.2 m/s)^2 = 0.006 J
Tính thế năng tại thời điểm đó:
Vì cơ năng bảo toàn nên: Wt = W - Wđ = 0.06 J - 0.006 J = 0.054 J
Vậy, thế năng của vật tại thời điểm có tốc độ 20 cm/s là 0.054 J.

 

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

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
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k
Gửi câu hỏi
×