Động năng. Thế năng. Sự chuyển hoá năng lượng trong dao động điều hoà
Tóm tắt
Động năng và thế năng liên tục chuyển hoá, còn tổng cơ năng được bảo toàn khi bỏ qua ma sát.
Hiểu bài
Năng lượng trong dao động điều hoà
Động năng của vật là $W_đ=\frac12mv^2$. Thay vận tốc dao động điều hoà vào, ta có $W_đ=\frac12m\omega^2A^2\sin^2(\omega t+\varphi)$, hay $W_đ=\frac12m\omega^2(A^2-x^2)$. Thế năng biến thiên theo $x^2$ và đạt cực đại ở biên. Trong quá trình dao động, động năng và thế năng chuyển hoá qua lại, nhưng nếu bỏ qua ma sát thì cơ năng được bảo toàn: $W=W_đ+W_t=\frac12m\omega^2A^2$. Với con lắc lò xo, $W=\frac12mv^2+\frac12kx^2=\frac12kA^2$.
Đồ thị parabol đỏ biểu diễn động năng Wđ theo li độ x, đạt cực đại tại x = 0 và bằng 0 tại -A và A. SGK trang 20