Giải bài tập vật lý 11 bài 12 trang 21: Năng lượng dao động điều hòa

Bạn đang muốn tìm hiểu về năng lượng dao động điều hòa?
Bài 12 trong chương trình vật lý lớp 11 là một chủ đề quan trọng, giúp bạn hiểu rõ hơn về cách tính năng lượng dao động của một vật thể dao động điều hòa. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về chủ đề này, cùng với các ví dụ minh họa và giải thích chi tiết các bài tập trong sách giáo khoa.

Năng lượng dao động điều hòa là gì?

Năng lượng dao động điều hòa là tổng năng lượng của một vật thể đang dao động điều hòa. Năng lượng này bao gồm hai dạng: động năng và thế năng.

Động năng (Wđ) là năng lượng mà vật thể có được do chuyển động. Động năng của vật thể dao động điều hòa luôn thay đổi theo thời gian, đạt giá trị cực đại khi vật thể đi qua vị trí cân bằng và bằng 0 khi vật thể ở vị trí biên.
Thế năng (Wt) là năng lượng mà vật thể có được do vị trí của nó trong trường lực. Thế năng của vật thể dao động điều hòa cũng thay đổi theo thời gian, đạt giá trị cực đại khi vật thể ở vị trí biên và bằng 0 khi vật thể đi qua vị trí cân bằng.

Công thức tính năng lượng dao động điều hòa

Năng lượng dao động điều hòa được tính theo công thức:

W = Wđ + Wt = 1/2.m.ω².A²

trong đó:

W là năng lượng dao động điều hòa (J)
m là khối lượng của vật thể (kg)
ω là tần số góc của dao động (rad/s)
A là biên độ dao động (m)

Các bài tập trong sách giáo khoa

Bài 12 trong sách giáo khoa vật lý 11 đưa ra một số bài tập giúp bạn củng cố kiến thức về năng lượng dao động điều hòa. Hãy cùng phân tích các bài tập này để hiểu rõ hơn về cách áp dụng công thức và giải quyết các vấn đề liên quan:

Bài tập 1:

Nội dung: Một con lắc lò xo dao động điều hòa với tần số góc ω = 10 rad/s. Biết rằng khi vật ở vị trí biên, độ biến dạng của lò xo là 5 cm. Hãy tính năng lượng dao động của con lắc.

Giải:

Từ đề bài, ta có: ω = 10 rad/s, A = 5 cm = 0,05 m
Áp dụng công thức tính năng lượng dao động điều hòa: W = 1/2.m.ω².A²
Thay các giá trị đã biết vào công thức, ta có: W = 1/2.m.(10)².(0,05)² = 0,0125m (J)

Kết luận: Năng lượng dao động của con lắc lò xo là 0,0125m (J), với m là khối lượng của vật.

Bài tập 2:

Nội dung: Một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc αo = 0,1 rad. Biết rằng khi vật ở vị trí cân bằng, động năng của nó là 0,02 J. Hãy tính năng lượng dao động của con lắc.

Giải:

Từ đề bài, ta có: αo = 0,1 rad, Wđ = 0,02 J
Khi vật ở vị trí cân bằng, động năng của nó bằng năng lượng dao động điều hòa: W = Wđ = 0,02 J

Kết luận: Năng lượng dao động của con lắc đơn là 0,02 J.

Một số lưu ý khi giải bài tập về năng lượng dao động điều hòa:

Hiểu rõ khái niệm về năng lượng dao động điều hòa và các dạng năng lượng cấu thành
Chọn công thức phù hợp để tính năng lượng
Lưu ý các đơn vị đo lường
Thay số vào công thức một cách chính xác
Kiểm tra lại kết quả

Hãy liên hệ với chuyên gia để được hỗ trợ!

“Giải bài tập vật lý 11 bài 12 trang 21” là một chủ đề phức tạp, và bạn có thể cần sự hỗ trợ từ chuyên gia để hiểu rõ hơn.
Hãy liên hệ với chúng tôi để được giải đáp mọi thắc mắc!
Chúng tôi luôn sẵn sàng giúp đỡ bạn!

FAQ (Câu hỏi thường gặp)

Q: Năng lượng dao động điều hòa có phụ thuộc vào thời gian không?
A: Không, năng lượng dao động điều hòa là một đại lượng bảo toàn, không thay đổi theo thời gian.

Q: Tại sao năng lượng dao động điều hòa được bảo toàn?
A: Năng lượng dao động điều hòa được bảo toàn do không có lực ma sát hoặc các lực cản khác tác dụng lên vật thể.

Q: Khi nào động năng của vật thể dao động điều hòa đạt giá trị cực đại?
A: Động năng của vật thể dao động điều hòa đạt giá trị cực đại khi vật thể đi qua vị trí cân bằng.

Q: Khi nào thế năng của vật thể dao động điều hòa đạt giá trị cực đại?
A: Thế năng của vật thể dao động điều hòa đạt giá trị cực đại khi vật thể ở vị trí biên.

Q: Năng lượng dao động điều hòa có thể chuyển đổi giữa động năng và thế năng không?
A: Có, năng lượng dao động điều hòa có thể chuyển đổi giữa động năng và thế năng. Khi động năng tăng thì thế năng giảm và ngược lại.

Gợi ý các câu hỏi khác

Làm thế nào để xác định năng lượng dao động điều hòa của một con lắc lò xo?
Năng lượng dao động điều hòa có phụ thuộc vào biên độ dao động không?
Làm thế nào để tính năng lượng dao động điều hòa của một con lắc đơn?
Có những yếu tố nào ảnh hưởng đến năng lượng dao động điều hòa?

Kêu gọi hành động:

Khi cần hỗ trợ hãy liên hệ Số Điện Thoại: 02033846993, Email: [email protected] Hoặc đến địa chỉ: X2FW+GGM, Cái Lân, Bãi Cháy, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam. Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng 24/7.