Giải Câu hỏi 2 trang 25 SGK Vật lí 11 Cánh diều - CD

Phương pháp giải

Cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng.

Sử dụng các công thức \({{\rm{W}}_d} = \frac{1}{2}m{v^2}\), \({v_{\max }} = \omega A\).

Lời giải chi tiết

Quả cầu chịu tác dụng của trọng lực và lực căng dây nên cơ năng của con lắc đơn được bảo toàn.

Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng.

Tại vị trí cân bằng: W_t = 0, vận tốc của con lắc đạt cực đại v_max = nên động năng của con lắc đạt cực đại:

\({{\rm{W}}_{d\max }} = \frac{1}{2}m{v_{\max }}^2 = \frac{1}{2}m{\left( {\omega A} \right)^2} = \left( {\frac{1}{2}m{\omega ^2}} \right){A^2}\).

Cơ năng của con lắc là: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_{d\max }} + 0 = \left( {\frac{1}{2}m{\omega ^2}} \right){A^2}\).

Như vậy, cơ năng dao động W của con lắc đơn tỉ lệ thuận với bình phương của biên độ dao động A.

-- Mod Vật Lý 11 HỌC247