MỘT CON LẮC ĐƠN GỒM MỘT DÂY KIM LOẠI NHẸ CÓ ĐẦU TRÊN I CỐ ĐỊNH, ĐẦU D...

Bài 5: Một con lắc đơn gồm một dây kim loại nhẹ có đầu trên I cố định, đầu dưới

treo quả cầu nhỏ C bằng kim loại. Chiều dài của dây là l = 1m.

a. Kéo C ra khỏi vị trí cân bằng góc α =

o

0,1 rad rồi buông cho C dao động tự do.

Lập biểu thức tính góc α hợp bởi dây treo và phương thẳng đứng theo thời gian t.

b. Con lắc dao động trong từ trường đều có

uur

B vuông góc với mặt phẳng dao

động của con lắc. Cho B = 0,5T, chứng tỏ giữa I và C có một hiệu điện thế u. Lập

biểu thức của u theo thời gian t.

Hướng dẫn:

g

a. Tần số góc: 9,8

1

ω = l = ≈ π (rad/s)

Phương trình dao động của con lắc có dạng: α α =

o

sin ( ω ϕ t + )

Chọn gốc thời gian t = 0 lúc con lắc lệch khỏi vị trí cân bằng góc α =

o

0,1 rad.

⇒ tại t = 0 thì α α =

o

ϕ ϕ π

⇒ = ⇒ = rad

⇒ α α

o

=

o

sin ϕ sin 1

2

α =    π +  ÷  (rad).

Vậy 0,1sin

t π 2

b. Con lắc dao động trong từ trường đều có B ur

vuông góc với mặt phẳng dao động

của con lắc ⇒ diện tích S của mặt phẳng dao động quét bởi con lắc thay đổi theo

thời gian t ⇒ từ thông qua diện tích S biến thiên ⇒ trong con lắc xuất hiện suất

điện động cảm ứng, suy ra giữa hai đầu I và C của con lắc có một hiệu điện thế u.

Do vectơ pháp tuyến n r

của mặt phẳng dao động quét bởi con lắc trùng B ur

( ) n B , 0

ϕ

⇒ = r ur =

. Vì mạch IC hở nên biểu thức của u theo t có dạng :

o

sin

u e E = = ω t

2

Với

S = α ( Diện tích hình quạt)

o

l

2

0,1.1

E = ω NBS = ω NB α l = π = (V)

.1.0,5. 0,079

o

2 2

Vậy u e = = 0,079sin π t (V).

Dạng 2: Viết biểu thức của u và i