BÀI 3: CON LẮC ĐƠN
Trần Hạnh Ngân.
Nguyễn Khánh Linh.
Lê Thu Hòa.
Phạm Phương Thảo.
Nguyễn Thu Hoài.
Nguyễn Đăng Quốc Trung.
Nhóm 3
2
Bài 3: Con lắc đơn
Thế nào là con lắc đơn?
01
Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học
02
Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng
03
Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do
04
Thế nào là con lắc đơn ?
01
1. Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l.
5
2. Vị trí cân bằng của con lắc
Là vị trí mà dây treo có phương thẳng đứng. Con lắc sẽ đứng yên mãi ở vị trí này nếu ban đầu nó đứng yên.
Kéo nhẹ quả cầu cho dây treo lệch khỏi vị trí cân bằng một góc rồi thả ra, ta thấy con lắc dao động quanh vị trí cân bằng trong mặt phẳng đứng đi qua điểm treo và vị trí ban đầu của vật.

6
Câu hỏi : Vậy dao động của con lắc đơn có phải dao động điều hòa không?
=> Dao động của con lắc đơn được xem là dao động điều hòa khi không có ma sát và biên độ dao động là nhỏ.
8
Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt động lực học
02
Xét dao động của một con lắc đơn có chiều dài l, vật nhỏ khối lượng m treo tại một nơi có gia tốc trọng trường.
Chọn:
+ Gốc tọa độ: O là vị trí cân bằng.
+ Chiều dương: Từ O sang bên tay phải.
+ Gốc thời gian (t=0): Lúc vật bắt đầu dao động.

10
- Tại thời điểm t vật ở vị trí M, xác định bởi li độ góc α.
- Các lực tác dụng lên vật:
+ Trọng lực.
+ Lực căng của dây.
- Theo định luật II Newton:


(1)
- Chiếu phương trình (1) lên phương tiếp tuyến quỹ đạo:
11
- Psin = mg
(1)
Trong trường hợp góc  rất nhỏ (<100)
hay
(2)
=> Vậy với các dao động nhỏ của con lắc đơn là một dao động điều hòa.
12
Chu kì:
Tần số:
Nhận xét: Vậy đối với các dao động nhỏ (α <10֯ ) chu kì con lắc đơn chỉ phụ thuộc vào l và g mà không phụ thuộc vào biên độ A và khối lượng vật nặng m. Tại một điểm treo (g không đổi) dao động con lắc đơn là dao động tự do.
13
Khảo sát dao động của con lắc đơn về mặt năng lượng
03
1. Động năng của con lắc đơn:
2.Thế năng của con lắc đơn:
Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng.
16
3. Cơ năng của con lắc đơn:
Nhận xét:
Nếu bỏ qua mọi ma sát thì cơ năng của con lắc (bao gồm động năng và thế năng của vật) được bảo toàn.
Trong quá trình dao động của con lắc đơn chỉ có sự biến đổi qua lại giữa động năng và thế năng nhưng cơ năng thì bảo toàn.
Công thức trên đúng với mọi li độ góc α ≤ 90 ֯
17
Ứng dụng: Xác định gia tốc rơi tự do
04
IV.Ứng dụng : xác định gia tốc rơi tự do
- Trong lĩnh vực địa chất, các nhà địa chất quan tâm đến những tính chất bề mặt của Trái đất và thường xuyên phải đo gia tốc trọng trường ở nơi nào đó.


20
- Ngoài ra còn những ứng dụng khác về con lắc đơn trong cuộc sống là:



21
- Từ công thức tính chu kì của con lắc đơn ta có thể đo được gia tốc trọng trường:


22
Câu hỏi:
Câu 1: Chu kì của con lắc đơn dao động nhỏ (sinα ≈ α (rad)) là:


24
Câu 2: Một con lắc đơn dao động với biên độ góc nhỏ. Chu kì của con lắc không thay đổi khi :
A. thay đổi chiều dài của con lắc.
B. thay đổi gia tốc trọng trường
C. tăng biên độ góc đến 30o
D. thay đổi khối lượng của con lắc.
25
Câu 3: Tại một nơi xác định, chu kì dao động điều hòa của con lắc đơn tỉ lệ thuận với:
A. Căn bậc hai chiều dài con lắc.
B. Chiều dài con lắc.
C. Căn bậc hai gia tốc trọng trường.
D. Gia tốc trọng trường.
26
Câu 4: Chu kỳ dao động nhỏ của con lắc đơn phụ thuộc vào:
A. Khối lượng của con lắc.
B. Trọng lượng của con lắc.
C. Tỷ số trọng lượng và khối lượng của con lắc.
D. Khối lượng riêng của con lắc.
27
Câu 5: Cho một bộ thí nghiệm khảo sát dao động của con lắc đơn như hình bên. Tên các thiết bị trong bộ thí nghiệm đó là:
A. 5- quả cầu, 6- dây treo, 7- cổng quang điện hồng ngoại, 8- đồng hồ đo thời gian hiện số, 9- thanh ke.
B. 5- dây treo; 6- quả cầu; 7- cổng quang điện hồng ngoại, 8– thanh ke, 9- đồng hồ đo thời gian hiện số.
C. 5- dây treo; 6- quả cầu; 7- cổng quang điện hồng ngoại; 4- đồng hồ đo thời gian hiện số; 9- thanh ke.
D. 5- dây treo; 6- quả cầu; 7- cổng quang điện hồng ngoại; 8- đồng hồ đo thời gian hiện số; 9- thanh ke.
28
THANK YOU !