Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ có khối lượng m = 200(g) treo vào sợi dây có chiều dài l = 1(m) dao động điều hòa, tại vị trí dây treo có góc lệch \(\alpha = 5{\sqrt 3 ^0}\) thì có tốc độ bằng một nửa tốc độ cực đại. Cho \(g = 10{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} m/{s^2}\), cơ năng của con lắc có giá trị là: (Cho \(\pi {\rm{\;}} = 3,14\))
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi tốc độ của vật bằng một nửa tốc độ cực đại, động năng của vật có:
\(\begin{array}{*{20}{l}}
\begin{array}{l}
{W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}.m{\left( {\frac{{{v_{\max }}}}{2}} \right)^2}\\
= \frac{1}{4}.\frac{1}{2}m{v_{\max }}^2 = \frac{1}{4}W
\end{array}\\
\begin{array}{l}
\Rightarrow {W_t} = W - {W_d}\\
= W - \frac{1}{4}W = \frac{3}{4}W
\end{array}\\
{ \Rightarrow W = \frac{4}{3}{W_t}}\\
{ \Rightarrow W = \frac{4}{3}.mgl\left( {1 - \cos \alpha } \right)}\\
{ \Rightarrow W = \frac{4}{3}.0,2.10.1.\left[ {1 - \cos \left( {5{{\sqrt 3 }^0}} \right)} \right] \approx 0,03\left( J \right)}
\end{array}\)
Chọn D.
Đề thi giữa HK1 môn Vật lí 12 năm 2023 - 2024
Trường THPT Trần Phú