Tại một nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2, một con lắc đơn gồm một dây treo nhẹ không giãn có chiều dài l = 1m, vật nặng có khối lượng m = 400g. Kéo con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng để dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc 45o rồi thả nhẹ cho con lắc chuyển động. Chọn mốc tính thế năng là mặt phẳng nằm ngang đi qua vị trí cân bằng của vật. Bỏ qua lực cản của không khí. Khi động năng của vật có giá trị bằng 1/3 cơ năng, hãy:
+ Xác định vị trí của vật
+ Xác định lực căng dây treo vật
Đáp án:
\(\cos \alpha = 0,8\)
\(T = 4N\)
Giải thích các bước giải:
Tại vị trí thế năng = 2/3 cơ năng ta có:
\(mgl\left( {1 – \cos \alpha } \right) = \dfrac{2}{3}mgl\left( {1 – \cos 45} \right) \Rightarrow \cos \alpha = 0,8\)
Lực căng của dây treo là:
\(T = mg\left( {3\cos \alpha – 2\cos 45} \right) = mg = 4N\)