Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Chọn Oxy như hình vẽ:
+ Chọn mốc tính thế năng tại vị trí thấp nhất của vật
Cơ năng của vật ở vị trí 1 ứng với góc 
là
Cơ năng của vật ở vị trí 1 ứng với góc 
là
Bỏ qua sức cản không khí, thì cơ năng của vật là một đại lượng bảo toàn tức là W1 = W2
Gia tốc theo thành phần Oy là gia tốc hưóng tâm
Theo định luật II Niu tơn ta có: 
chiếu lên Ox ta được:
Vậy gia tốc của vật nặng của con lắc khi 
= 30° có độ lớn bằng:
Vận tốc:
\(v=\sqrt{2gl\left(cos\alpha-cos\alpha_0\right)}=\sqrt{2\cdot10\cdot2\cdot\left(cos30^o-cos60^o\right)}\)
\(=3,83\)m/s
Lực căng dây:
\(T=mg\left(3cos\alpha-2cos\alpha_0\right)=0,1\cdot10\cdot\left(3cos30^o-2cos60^o\right)\)
\(=1,6N\)
Vận tốc cực đại:
\(v=\sqrt{2gl\left(1-cos\alpha_0\right)}=\sqrt{2\cdot10\cdot2\cdot\left(1-cos60^o\right)}=2\sqrt{5}\)m/s
Lực căng dây cực đại:
\(T_{max}=mg\left(3-2cos\alpha_0\right)=0,1\cdot10\cdot\left(3-2\cdot cos60^o\right)=2N\)
Góc lệch cực đại:
\(mgl\left(1-cos\beta\right)=\dfrac{1}{2}mv^2\)
\(\Rightarrow0,1\cdot10\cdot0,5\cdot\left(1-cos\beta\right)=\dfrac{1}{2}\cdot0,1\cdot\left(2\sqrt{5}\right)^2\)
\(\Rightarrow cos\beta=-1\Rightarrow\beta=180^o\)
vận tốc vật ở góc lệch a: \(v_{\left(\alpha\right)}=\pm\sqrt{2gl\left(\cos\alpha_2-\cos\alpha_1\right)}\) ( thuộc càng tốt )
lực căng dây:\(T_c=mg\left(3\cos\alpha_2-2\cos\alpha_1\right)\)
Bây giờ mình sẽ đi chứng minh 2 công thức trên :D
Chọn mốc tính thế năng tại vị trí thấp nhất của vật
Cơ năng của vật ứng với góc \(\alpha_1=45^0\) là:
\(W_1=W_{đ1}+W_{t1}=\dfrac{1}{2}mv_1^2+mgz_1=0+mgl\left(1-\cos\alpha_1\right)\)
Cơ năng của vật ứng với góc \(\alpha_2=30^0\) là:
\(W_2=W_{đ2}+W_{t2}=\dfrac{1}{2}mv_2^2+mgz_2=\dfrac{1}{2}mv_2^2+mgl\left(1-\cos\alpha_2\right)\)
Bỏ qua ma sát ( sức cản kk ) cơ năng được bảo toàn:
\(W_1=W_2\) \(\Leftrightarrow0+mgl\left(1-\cos\alpha_1\right)=\dfrac{1}{2}mv_2^2+mgl\left(1-\cos\alpha_2\right)\)
\(\Leftrightarrow v_2=\pm\sqrt{2gl\left(\cos\alpha_2-\cos\alpha_1\right)}=\pm1,78\left(m/s\right)\)
Chọn trục tọa độ Oy hướng tâm:
Phương trình định luật II Niu tơn cho vật:
\(a=\dfrac{-P\cos\alpha+T_c}{m}\) trong đó: \(a=a_{ht}=\dfrac{v^2}{R}=\dfrac{v^2}{l}\) và v thì đã được chứng minh ở câu trên
Từ đấy ta có: \(\dfrac{\left(\pm\sqrt{2gl\left(\cos\alpha_2-\cos\alpha_1\right)}\right)^2}{l}=\dfrac{-P\cos\alpha_2+T_c}{m}\)
\(\Rightarrow2mg\left(\cos\alpha_2-\cos\alpha_1\right)=-P\cos\alpha_2+T_c\)
\(\Rightarrow T_c=mg\left(3\cos\alpha_2-2\cos\alpha_1\right)=\) bạn thay số nốt hộ mình là xong :D hơi thấm mệt
Chọn mốc thế năng ở vị trí cân bằng
a. Ta có cơ năng
W = m g z = m g l ( 1 − cos 60 0 ) = 0 , 5.10.1 ( 1 − 0 , 5 ) = 2 , 5 ( J )
b. Theo định luật bảo toàn cơ năng
W A = W B ⇒ m g z A = 1 2 m v B 2 + m g z B ⇒ v B = 2 g ( z A − z B ) ( 1 ) M à z A = H M = l − O M = l − l cos α 0 z B = l − l cos α
Thay vào ( 1 ) ta có
v B = 2 g l ( cos α − cos α 0 ) + K h i α = 30 0 ⇒ v B = 2 g l ( cos 30 0 − cos 60 0 ) ⇒ v B = 2.10.1 ( 3 2 − 1 2 ) ≈ 2 , 71 ( m / s )
+ K h i α = 45 0 ⇒ v B = 2 g l ( cos 45 0 − cos 60 0 ) ⇒ v B = 2.10.1 ( 2 2 − 1 2 ) ≈ 2 , 035 ( m / s )
Xét tai B theo định luật II Newton ta có: P → + T → = m a →
Chiếu theo phương của dây
T − P y = m a h t ⇒ T − P cos α = m v 2 l ⇒ T − m g cos α = 2 m g ( cos α − cos α 0 ) ⇒ T = m g ( 3 cos α − 2 cos α 0 )
Khi α = 30 0 ⇒ T = m g ( 3 cos 30 0 − 2 cos 60 0 )
⇒ T = 0 , 5.10 ( 3. 3 2 − 2. 1 2 ) = 7 , 99 ( N )
Khi α = 45 0 ⇒ T = m g ( 3 cos 45 0 − 2 cos 60 0 )
⇒ T = 0 , 5.10 ( 3. 2 2 − 2. 1 2 ) = 5 , 61 N
Lưu ý: Khi làm trắc nghiệm thì các em áp dụng luôn hai công thức
+ Vận tốc của vật tại vị trí bất kỳ: v B = 2 g l ( cos α − cos α 0 )
+ Lực căng của sợi dây: T = m g ( 3 cos α − 2 cos α 0 )
c. Gọi C là vị trí để vật có v= 1,8m/s
Áp dụng công thức v C = 2 g l ( cos α − cos α 0 )
1 , 8 = 2.10.1 ( cos α − cos 60 0 ) ⇒ cos α = 0 , 662 ⇒ α = 48 , 55 0
Vật có đọ cao
z C = l − l cos α = 1 − 1.0 , 662 = 0 , 338 ( m )
d. Gọi D là vị trí vật có độ cao 0,18m
Áp dụng công thức
z D = l − l cos α ⇒ 0 , 18 = 1 − 1. cos α ⇒ cos α = 0 , 82
Áp dụng công thức
v D = 2 g l ( cos α − cos α 0 ) = 2.10.1. ( 0 , 82 − 0 , 5 ) = 2 , 53 ( m / s )
e. Gọi E là vị trí mà 2 w t = w đ Theo định luật bảo toàn cơ năng W A = W E
W A = W d E + W t E = 3 2 W d E ⇒ 2 , 5 = 3 2 . 1 2 . m v E 2 ⇒ v E = 2 , 5.4 3. m = 10 3.0 , 5 = 2 , 581 ( m / s )
f. Gọi F là vị trí để 2 w t = 3 w đ
Theo định luật bảo toàn cơ năng W A = W F
W A = W d F + W t F = 5 3 W t F ⇒ 2 , 5 = 5 3 . m g z F ⇒ z F = 2 , 5.3 5. m . g = 0 , 3 ( m ) M à z F = l − l cos α F ⇒ 0 , 3 = 1 − 1. cos α F ⇒ cos α F = 0 , 7 ⇒ α F = 45 , 573 0
Mặt khác v F = 2 g l ( cos α F − cos 60 0 ) = 2.10.1 ( 0 , 7 − 0 , 5 ) = 2 ( m / s )
Xét tại F theo định luật II Newton P → + T → = m a →
Chiếu theo phương của dây
− P cos α F + T F = m v F 2 l ⇒ − 0 , 5.10.0 , 7 + T F = 0 , 5. 2 2 1 ⇒ T = 5 , 5 ( N )
a. Cơ năng của vật là:
\(W=mgh_{max}=mgl\left(1-cos\alpha_0\right)=0,1.10.1.\left(1-0,5\right)=0,5\) (J)
b. Thế năng của vật tại vị trí dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 30 độ là:
\(W_t=mgh=mgl\left(1-cos\alpha\right)=0,1.10.1.\left(1-\dfrac{\sqrt{3}}{2}\right)=0,134\) (J)
Động năng của vật tại vị trí đó là:
\(W_đ=W-W_t=0,336\) (J)
Vận tốc của vật là:
\(v=\sqrt{\dfrac{2W_đ}{m}}=2,7\) (m/s)
c. Tại vị trí cân bằng của vật ta có:
\(W_{đmax}=W==0,5\) (J)
Vận tốc của vật tại vị trí đó là:
\(v_{max}=\sqrt{\dfrac{2W}{m}}=3,16\) (m.s)
Đáp án C
+ Theo công thức giải nhanh lực căng dây treo xác định bởi:
