Giải Vật lí 11 trang 23 Chân trời sáng tạo

Giải Vật lí 11trang 23

Câu hỏi 2 trang 23 Vật Lí 11:So sánh chu kì, tần số biến thiên của thế năng với chu kì, tần số dao động của vật.

Lời giải:

Thế năng biến thiên tuần hoàn theo thời gian với tần số góc bằng 2 lần tần số góc của li độ nên khi đó chu kì, tần số biên thiên của thế năng $T\text{'}=\frac{T}{2};f\text{'}=2f$.

Luyện tập trang 23 Vật Lí 11:Một số toà nhà cao tầng sử dụng các con lắc nặng trong bộ giảm chấn khối lượng (mass damper) để giảm thiểu sự rung động gây ra bởi gió hay những cơn địa chấn nhỏ. Giả sử vật nặng của con lắc có khối lượng 3,0.10⁵kg, thực hiện dao động điều hoà với với tần số 15 Hz với biên độ dao động là 15 cm. Hãy xác định thế năng cực đại của hệ con lắc trong bộ giảm chấn khối lượng.

Lời giải:

Tần số dao động $f=15Hz\Rightarrow \omega =2\pi f=30\pi \left(rad/s\right)$

Thế năng cực đại: $W_{t\max }=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.3.10}}^5.{\left(30\pi \right)}^2.0,{15}^2\approx {3.10}^{7}J$

2. Động năng trong dao động điều hoà

Câu hỏi 3 trang 23 Vật Lí 11:Dựa vào công thức (3.5) và Hình 3.3, mô tả sự thay đổi của động năng trong một chu kì dao động của vật.

Lời giải:

Công thức (3.5): $W_d=\frac{1}{2}m{\omega }^2{A}^2{\sin }^2\left(\omega t+{\phi }_0\right)$

Đồ thị động năng – thời gian cũng có dạng hình sin.

Từ đồ thị ta thấy:

+ Tại thời điểm ban đầu, động năng bằng 0

+ Tại thời điểm $\frac{T}{4}$, động năng cực đại

+ Tại thời điểm $\frac{T}{2}$, động năng bằng 0

+ Tại thời điểm $\frac{3T}{4}$, động năng cực đại

+ Tại thời điểm T, động năng bằng 0.