Năng lượng dao động điều hòa là một dạng toán quan trọng và rất hay có trong những đề thi THPT Quốc Gia.
Năng lượng dao động điều hòa đặc trưng là đại lượng được bảo toàn.
Xét một dao động điều hòa là con lắc lò xo. Năng lượng của con lắc lò xo bao gồm động năng và thế năng đàn hồi.
Lưu ý: Khi tính năng lượng phải đổi đơn vị khối lượng về kg, vận tốc về m/s và li độ về mét.
1. Động năng
2. Thế năng
3. Cơ năng
Cơ năng là năng lượng dao động toàn phần của con lắc lò xo, bằng tổng động năng và thế năng:
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Một con lắc lò xo đặt nằm ngang gồm vật m và lò xo có độ cứng k = 100N/m. Kích thích để vật dao động điều hoà với động năng cực đại 0,5J. Xác định biên độ dao động của vật.
Hướng dẫn giải:
Động năng cực đại bằng cơ năng:
Ví dụ 2: Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần Wđ = Wt khi một vật dao động điều hoà là 0,05s. Tính tần số dao động của vật.
Hướng dẫn giải:
Khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp động năng bằng thế năng là:
Ví dụ 3: Một con lắc lò xo dao động điều hoà với biên độ A. Xác định vị trí của con lắc để động năng bằng 3 lần thế năng?
Hướng dẫn giải:
Ví dụ 4: Một vật có khối lượng 50g, dao động điều hoà với biên độ 4cm và tần số góc là 3rad/s. Động năng cực đại của vật là?
Hướng dẫn giải:
Động năng cực đại bằng cơ năng:
Xem thêm:
Lý thuyết + bài tập các dạng: Phương trình dao động điều hòa
Lý thuyết và bài tập về công thức độc lập thời gian vật lý 12
