Năng lượng trong dao động điều hòa SVIP

I. SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Động năng của con lắc đơn: \(W_{đ}=\frac12mv^2\).

Thế năng của con lắc đơn: \(W_{t}=mgh\) với $h$ là độ cao của quả cầu so với vị trí cân bằng O.

Cơ năng của con lắc: \(W=W_{đ}+W_{t}=\frac12mv^2+mgh\).

Dao động của con lắc đơn

Trong quá trình con lắc đơn dao động, có sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng.

Khi con lắc đi từ vị trí biên đến vị trí cân bằng O: tốc độ tăng dần, độ cao giảm dần nên động năng tăng dần và thế năng giảm dần.

- Tại vị trí cân bằng: \(W_{đ\max}=\frac12mv_{\max}^2\), \(W_{t}=0\).

Khi con lắc đi từ vị trí cân bằng O ra vị trí biên: tốc độ giảm dần, độ cao tăng dần nên động năng giảm dần và thế năng tăng dần.

- Tại biên: \(W_{t\max}=W=mgh_{\max}\), \(W_{đ}=0\).

II. ĐỒ THỊ NĂNG LƯỢNG TRONG DAO ĐỘNG ĐIỀU HÒA

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn theo li độ

Khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại, nhưng tổng của chúng (cơ năng) luôn không đổi.

- Động năng cực đại khi vật qua vị trí cân bằng.

- Thế năng cực đại khi vật qua vị trí biên.

Đồ thị biểu diễn động năng, thế năng và cơ năng của con lắc đơn theo thời gian