Lý thuyết Con lắc lò xo
Bài giảng: Con lắc lò xo (phần 1) – Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)
Quảng cáo
I) Khái niệm
– Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng m gắn vào đầu một lò xo có độ cứng k và khối lượng không đáng kể.
II) Phương trình dao động
– Xét một con lắc lò xo nằm ngang: vật có khối lượng m, lò xo có độ cứng k, mặt ngang không ma sát.
Chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc tọa độ ở VTCB ( vị trí lò xo không biến dạng .
Các lực tác dụng lên vật: trọng lực P→, phản lực N→, lực đàn hồi F→.
Theo Định luật II Niu-tơn ta có: P→ + N→ + F→ = ma→
Chiếu lên trục Ox ta có : F = ma
⇔ – kx = ma ⇔ a = x ” = ( – k / m ). x ( Phương trình vi phân cấp 2 )
Nghiệm của phương trình trên có dạng: x = A cos(ωt + φ)
Với 
A, φ ∶ được xác lập từ điều kiện kèm theo bắt đầu của bài toán .
Quảng cáo
III) Lực trong con lắc lò xo:
– Lực đàn hồi Fđh: là lực xuất hiện khi lò xo bị biến dạng.
Fđh = -k∆l (Với ∆l là độ biến dạng của lò xo, so với vị trí lò xo không biến dạng)
– Lực phục hồi (lực hồi phục): là hợp lực tác dụng lên vật dao động điều hòa.
Fph = ma = -kx (Với x là li độ của vật, so với VTCB)
Lực phục sinh luôn hướng về vị trí cân đối .
– Nhận xét
Trong con lắc lò xo nằm ngang: x = ∆l ( do VTCB là vị trí lò xo không biến dạng)
Trong con lắc lò xo thẳng đứng:
Tại VTCB, tổng hợp lực bằng 0 : k ∆ l0 = mg
→ Độ biến dạng của lò xo ở VTCB ∆ l0 = mg / k
( VTCB khác vị trí lò xo không biến dạng ) .
Độ lớn 
Độ lớn 
IV) Năng lượng trong con lắc lò xo:
– Động năng của con lắc lò xo:
– Thế năng đàn hồi của con lắc lò:
– Trong con lắc lò xo nằm ngang x = ∆ l nên :
– Cơ năng trong con lắc lò xo:
Quảng cáo
– Nhận xét: Trong suốt quá trình dao động, động năng và thế năng của con lắc lò xo biên thiên tuần hoàn với chu kì T/2, còn cơ năng của vật được bảo toàn.
Bài giảng: Con lắc lò xo (phần 2) – Thầy Lê Xuân Vượng (Giáo viên VietJack)
Xem thêm những bài Lý thuyết Vật Lí lớp 12 hay khác :
