KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA CON LẮC LÒ XO
1. Khảo sát dao động của con lắc lò xo:
a. Con lắc lò xo nằm ngang:
Xét con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m và lò xo có độ
cứng k, vật m được đặt trên mặt sàn nằm ngang, cho rằng ma sát
giữa vật và mặt sàn là nhỏ và có thể bỏ qua. Kéo vật lệch ra khỏi vị
trí cân bằng một đoạn rồi thả nhẹ:
Phương trình định luật II Niuton cho vật trong quá trìn dao
động:
N
+ +
P
F
dh
=
ma
Chiếu lên trục Ox ta thu được phương trình đại số:
−
=
kx
mx
Hay:
x
k
x
0
+
m
=
Phương trình này cho nghiệm dưới dạng:
(0
)x
=
A cos
+
t
trong đó
2
k
=
m
Kết quả trên cho thấy rằng dao động của con lắc lò xo nằm ngang (trường hợp bỏ qua ma sát) là một dao
động điều hào với chu kì
T
=
2
b. Con lắc lò xo thẳng đứng:
Xét con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng m, một lò xo
có độ cứng k được treo thẳng đứng. Kéo vật ra khỏi vị trí cân
bẳng rồi thả nhẹ (cho rằng trong quá trình dao động của vật lực
cản rất nhỏ có thể bỏ qua)
Phương trình định luật II Niuton cho vật:
F
dh
+ =
P
ma
kx
mx
Hay :
x
k
x
0
Phương trình này cho nghiệm dưới dạng
x
=
A cos
+
t
với
2
k
Kết quả trên cũng cho thấy rằng dao động của con lắc lò xo treo thẳng đứng (trường hợp bỏ qua các lực cản)
là một dao động điều hòa với chu kì
T
=
2