Vật lí 12 Năng lượng con lắc lò xo

[gianghg8910]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Mọi người ơi cho mình hỏi tại sao Cơ năng của CLLX nó không phụ thuộc vào khối lượng của vật
mà chỉ phụ thuộc vào bản chất lò xo(độ cứng k) thôi ạ???
Mình tưởng W=1/2mvmax^2-->cơ năng vẫn phụ thuộc m chứ ạ???

 

[Elishuchi]

W=1/2 .K.x^2 +1/2 .m.v^2
....

 

[iceghost]

Mọi người ơi cho mình hỏi tại sao Cơ năng của CLLX nó không phụ thuộc vào khối lượng của vật
mà chỉ phụ thuộc vào bản chất lò xo(độ cứng k) thôi ạ???
Mình tưởng W=1/2mvmax^2-->cơ năng vẫn phụ thuộc m chứ ạ???

Thực ra là do $v_\max$ phụ thuộc vào $\omega$, mà $\omega$ lại phụ thuộc $m$ đấy bạn. Bạn phải biến đổi công thức sao cho không còn đại lượng nào phụ thuộc vào $m$ thì mới có thể kết luận.
$W = \dfrac{1}2 mv_\max^2 = \dfrac{1}2 m \omega^2 A^2 = \dfrac{1}2 m \dfrac{k}m A^2 = \dfrac12 kA^2$
Tới đây $k$ phụ thuộc vào cấu tạo lò xo, $A$ phụ thuộc vào cách kích thích dao động. 2 đại lượng này không còn phụ thuộc vào $m$ nữa.

 

[gianghg8910]

Thực ra là do $v_\max$ phụ thuộc vào $\omega$, mà $\omega$ lại phụ thuộc $m$ đấy bạn. Bạn phải biến đổi công thức sao cho không còn đại lượng nào phụ thuộc vào $m$ thì mới có thể kết luận.
$W = \dfrac{1}2 mv_\max^2 = \dfrac{1}2 m \omega^2 A^2 = \dfrac{1}2 m \dfrac{k}m A^2 = \dfrac12 kA^2$
Tới đây $k$ phụ thuộc vào cấu tạo lò xo, $A$ phụ thuộc vào cách kích thích dao động. 2 đại lượng này không còn phụ thuộc vào $m$ nữa.

Bạn ơi cho mình hỏi về vấn đề ghép lò xo
Khi ta ghép lò xo 1(có độ cứng k1) nối tiếp với lò xo 2(có độ cứng k2) và treo vật nặng lện hệ lò xo đó.
Cho mình hỏi mình thấy 1 số tài liệu ghi rằng 1/k=1/k1+1/k2.CHo mình hỏi k là gì ạ,độ cứng tương đương là sao???(mình ko hiểu bản chất lắm ạ)
Vậy tại sao từ k tương đương mình lại tính được chu kì dao động của hệ con lắc lò xo ạ???
Mình chưa hiểu bản chất lắm mong bạn giúp mình vs ạ???

 

[iceghost]

Bạn ơi cho mình hỏi về vấn đề ghép lò xo
Khi ta ghép lò xo 1(có độ cứng k1) nối tiếp với lò xo 2(có độ cứng k2) và treo vật nặng lện hệ lò xo đó.
Cho mình hỏi mình thấy 1 số tài liệu ghi rằng 1/k=1/k1+1/k2.CHo mình hỏi k là gì ạ,độ cứng tương đương là sao???(mình ko hiểu bản chất lắm ạ)
Vậy tại sao từ k tương đương mình lại tính được chu kì dao động của hệ con lắc lò xo ạ???
Mình chưa hiểu bản chất lắm mong bạn giúp mình vs ạ???

Không phải là một số tài liệu đâu bạn. Phương pháp giải của các dạng bài ghép lò xo toàn là thế thôi:
Khi bạn nối 2 lò xo nối tiếp nhau, bạn sẽ được 1 lò xo dài hơn.
Lò xo dài này gồm 2 lò xo nhỏ có 2 độ cứng khác nhau: $k_1$ và $k_2$
Ta nói lò xo dài này có độ cứng tương đương là $k$ với $\dfrac{1}k = \dfrac{1}{k_1} + \dfrac{1}{k_2}$
Như vậy, bạn đưa bài toán từ hai lò xo $k_1, k_2$ sang bài toán một lò xo $k$ và giải quyết như bình thường.

 

[gianghg8910]

Không phải là một số tài liệu đâu bạn. Phương pháp giải của các dạng bài ghép lò xo toàn là thế thôi:
Khi bạn nối 2 lò xo nối tiếp nhau, bạn sẽ được 1 lò xo dài hơn.
Lò xo dài này gồm 2 lò xo nhỏ có 2 độ cứng khác nhau: $k_1$ và $k_2$
Ta nói lò xo dài này có độ cứng tương đương là $k$ với $\dfrac{1}k = \dfrac{1}{k_1} + \dfrac{1}{k_2}$
Như vậy, bạn đưa bài toán từ hai lò xo $k_1, k_2$ sang bài toán một lò xo $k$ và giải quyết như bình thường.

Bạn có thể chứng minh công thức tính độ cứng k tương đương với ạ.

 

[iceghost]

Bạn có thể chứng minh công thức tính độ cứng k tương đương với ạ.

Khi bạn tác dụng 1 lực $F$ lên hệ 2 lò xo thì lực $F$ này sẽ tác dụng lên từng lò xo
Khi đó hai lò xo $k_1, k_2$ sẽ dãn các đoạn là $x_1$, $x_2$. Khi đó cả hệ dãn $x_1 + x_2$
Giả sử có thêm một lò xo $k$ khác, mà khi tác dụng lực $F$ nó sẽ dãn 1 đoạn là $x = x_1 + x_2$
(Lò xo này gọi là lò xo tương đương với hệ hai lò xo kia, vì nó có tác dụng tương tự)
Theo định luật Hooke cho cả 3 lò xo:
$F = k_1 x_1 \implies \dfrac{1}{k_1} = \dfrac{x_1}{F}$
$F = k_2 x_2 \implies \dfrac{1}{k_2} = \dfrac{x_2}{F}$
$F = k x \implies \dfrac{1}{k} = \dfrac{x}{F}$
Do $x = x_1 + x_2$ nên $\dfrac{1}{k} = \dfrac{1}{k_1} + \dfrac{1}{k_2}$

 

[gianghg8910]

Khi bạn tác dụng 1 lực $F$ lên hệ 2 lò xo thì lực $F$ này sẽ tác dụng lên từng lò xo
Khi đó hai lò xo $k_1, k_2$ sẽ dãn các đoạn là $x_1$, $x_2$. Khi đó cả hệ dãn $x_1 + x_2$
Giả sử có thêm một lò xo $k$ khác, mà khi tác dụng lực $F$ nó sẽ dãn 1 đoạn là $x = x_1 + x_2$
(Lò xo này gọi là lò xo tương đương với hệ hai lò xo kia, vì nó có tác dụng tương tự)
Theo định luật Hooke cho cả 3 lò xo:
$F = k_1 x_1 \implies \dfrac{1}{k_1} = \dfrac{x_1}{F}$
$F = k_2 x_2 \implies \dfrac{1}{k_2} = \dfrac{x_2}{F}$
$F = k x \implies \dfrac{1}{k} = \dfrac{x}{F}$
Do $x = x_1 + x_2$ nên $\dfrac{1}{k} = \dfrac{1}{k_1} + \dfrac{1}{k_2}$

Bạn ơi cho mình hỏi khi lò xo bị biến dạng thì có thế năng đàn hồi vậy khi móc thêm vật nặng thì thế năng của con lắc lò xo là như thế nào ạ???
Vật năng không có thế năng đàn hồi đúng không ạ vì chỉ có vật bị biến dạng mới có thế năng đàn hồi đúng ko ạ???
Mong bạn giúp mình với ạ.

 

[iceghost]

Bạn ơi cho mình hỏi khi lò xo bị biến dạng thì có thế năng đàn hồi vậy khi móc thêm vật nặng thì thế năng của con lắc lò xo là như thế nào ạ???
Vật năng không có thế năng đàn hồi đúng không ạ vì chỉ có vật bị biến dạng mới có thế năng đàn hồi đúng ko ạ???
Mong bạn giúp mình với ạ.

Mình hiểu câu hỏi của bạn như sau:

Hỏi: Khi lò xo bị biến dạng thì có thế năng đàn hồi vậy khi móc thêm vật nặng thì thế năng của con lắc lò xo thay đổi như thế nào ạ

Đáp: Thế năng của lò xo sẽ tăng lên một lượng bằng thế năng trọng trường của vật (bằng $mgh$). Thế năng đàn hồi của lò xo không thay đổi.

Hỏi: Vật nặng không có thế năng đàn hồi đúng không ạ vì chỉ có vật bị biến dạng đàn hồi mới có thế năng đàn hồi đúng ko ạ?

Đáp: Trên kinh nghiệm của mình thì trong chương trình lớp 12, bạn có thể hiểu như vậy. Còn có TH nào khác hay không thì mình không biết.