Con lắc đơn dao động mạnh nhất khi xe lửa chạy thẳng đều với vận tốc

a/Định nghĩa:

Vận tốc trung bình là thương số giữa độ dời (độ dịch chuyển) vật di chuyển được và thời gian di chuyển hết độ đời đó.

b/Công thức

$v_{tb}=\frac{∆x}{∆t}=\frac{∆d}{∆t}=\frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}$

Chú thích:

$V_{tb}$: vận tốc trung bình của vật (m/s).

$\Delta x$: độ dời của vật (m).

$∆d$: độ dịch chuyển của vật (m)

$\Delta t$: thời gian chuyển động của vật (s).

$x_2, x_1$: tọa độ của vật ở vị trí 1 và 2 (m)

$t_2, t_1$: thời điểm 1 và 2 trong chuyển động của vật (s)

Lưu ý

+ Vận tốc trung bình có thể âm hoặc dương tùy theo cách chọn chiều dương. Khi chọn chiều dương cùng chiều chuyển động vận tốc trung bình mang giá trị dương. Ngược lại, khi chọn chiều dương ngược chiều chuyển động vận tốc trung bình mang giá trị âm.

+ Vận tốc trung bình qua hai tọa độ có độ lớn giống nhau trong mọi hệ quy chiếu.

+ Một vật đi A đến B rồi từ B về A thì vận tốc trung bình trên cả quá trình bằng không dù đi trên đoạn đường với vận tốc khác nhau. Lúc này vận tốc trung bình  không thể hiện được mức độ nhanh chậm của chuyển động.

$v_{tb\left(A\to B\to A\right)}=\frac{x_2-x_1}{t}=\frac{x_A-x_A}{t}=0$

Khái niệm:

Chu kỳ của dao động điều hòa là khoảng thời gian để vật thực hiện một dao động toàn phần. 

Chú thích:

$T$: Chu kỳ dao động $\left(s\right)$.

$\omega$: Tần số góc (tốc độ góc) $(rad/s)$.

$N$: Số dao động mà chất điểm thực hiện được trong khoảng thời gian $t$.

$t:$ Thời gian thực hiện hết số dao động $\left(s\right)$.

Lưu ý:

Thời gian vật đi được tại các vị trí đặc biệt:

Chú thích:

$T$: chu kì dao động $\left(s\right)$

$l$: chiều dài dây treo $\left(m\right)$

$g:$ gia tốc trọng trường $(m/s^2)$

- Khi vật dao động cưỡng bức thì tần số (chu kì) dao động của vật bằng với tần số (chu kì) của ngoại lực:  

$f_{cb}=f_{ngoại lực}=f_0$

$T_{cb}=T_{ngoại lực}=T_0$

và khi đó $A_{cb}$ max

+Hiện tượng cộng hưởng chỉ xảy ra với dao động cưỡng bức

+Biên độ dao động cưỡng bức phụ thuộc vào ma sát của môi trường.

Vận tốc của xe để con lắc đặt trên xe có cộng hưởng (biên độ dao động cực đại):

Chu kì kích thích $T=\frac{L}{v}$ trong đó L là khoảng cách ngắn nhất giữa hai mối ray tàu hỏa hoặc hai ổ gà trên đường…

Công thức : $v=\frac{L}{T_0}=L.f_0$

với $T_0=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ hay $T_0=2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$

+ Gia tốc rơi tự do phụ thuộc vào độ cao càng lên cao càng giảm.

+ Ở những nơi khác nhau có gia tốc rơi tự do khác nhau. Ví dụ Kuala Lumpur $9,776 \left(m/s^2\right)$ , ở Washington DC $9,801 \left(m/s^2\right)$

+ Giá trị rơi tự do trung bình $9,81 \left(m/s^2\right)$

Do khối lượng Mặt Trăng bằng $2\% M$ Trái Đất và đường kính nhỏ hơn 30 lần đường kính Trái Đất. Ngoài ra áp suất khí quyển rất yếu nên gia tốc trọng trường tại mặt đất chỉ bằng $17\%$ trên Trái Đất.

Khối lượng sao Hỏa bằng $11\% M$ Trái Đất và có đường kính bằng một nửa .Gia tốc trên mặt đất ở sao Hỏa nhỏ hơn 0,53 lần Trái Đất

Khái niệm:

Tọa độ là một tập hợp được sắp các con số nhằm xác định vị trí của một vật trong không gian, một phần tử trong hệ thống. Toạ độ được sử dụng trong vật lý và toán học.

Trong vật lý tọa độ thường được kí hiệu là $x$.

Ngoài ra, để dễ quản lý, người ta còn đánh dấu tọa độ theo từ trạng thái.

Ví dụ:

$x_o$: tọa độ đầu tiên của vật.

$x_1$: tọa độ tại vị trí thứ 1.

$x_2$: tọa độ tại vị trí thứ 2.

Đơn vị tính: mét (m)

Khái niệm:

Độ dời trong chuyển động thẳng là hiệu số giữa hai tọa độ.

Độ dời có thể âm, có thể dương, cũng có thể bằng không tùy thuộc vào từng trường hợp.

Đơn vị tính: mét (m)

Khái niệm: 

Vận tốc trung bình được hiểu là thương số giữa độ dời mà vật đi được và khoảng thời gian vật thực hiện độ dời đó.

Đơn vị tính: $\left(m/s\right)$ hoặc $\left(km/h\right)$.

Khái niệm:

Thời gian t là thời gian vật tham gia chuyển động từ vị trí này đến vị trí khác theo phương chuyển động của vật.

Đơn vị tính: giây (s), phút (min), giờ (h).

Khái niệm: 

Độ biến thiên thời gian là hiệu số giữa hai thời điểm $t_1$ và $t_2$.

Đơn vị tính: giây (s), phút (min), giờ (h).

Khái niệm: 

$x_0$ là tọa độ ban đầu của vật tại thời điểm ban đầu (t = 0).

Đơn vị tính: mét ($m$)