CON LẮC LÒ XO VÀ SỰ BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG


SGK Lớp 12 – Bài 2 – Trang 10

1. Mục Đích:

Kiểm tra lại định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

2. Chuẩn bị lý thuyết:

Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng:

“Trong một hệ kín có sự chuyển hóa của năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhưng năng lượng tổng cộng được bảo toàn”.

3. Thí nghiệm với thiết bị truyền thống

(http://www.youtube.com/watch?v=lj2DsQngTxs)

Untitled

 Dụng cụ: giá đỡ, móc treo vật nặng, vật nặng, lò xo

 Ưu điểm: dễ làm

 Nhược điểm: thí nghiệm chỉ mang tính minh họa, không thể tính toán hay đo đạc được.

4. Thí nghiệm sử dụng thiết bị Addestation

Dụng cụ: 1 móc treo vật năng, vật nặng, 1 aMixer mini, 1 cảm biến chuyển động (khoảng thực nghiệm 0.4 – 1.6m), 1 giá định hướng chuyển động của quả bóng, 1 lò xo, 1 thước đo.

Ưu điểm: Dễ làm, kết quả hiển thị dạng đồ thị, phân tích được đồ thị, cho phép kết nối với máy tính.

Nhược điểm: 

5. Thực hành:

Bước 1: Lắp đặt hệ thống

Xác định độ cứng k của lò xo bằng công thức sau:

Bước 2: Cho vật nặng dao động trong 1 thời gian ngắn. Trong khoảng thời gian này, ta có thể xem dao động của vật nặng là dao động điều hoà.

Bước 3: Mở phần mềm Addestation   trên màn hình desktop.

Bật Scope Snapshot_2012-03-27_113345  để đo quãng đường và vận tốc quả bóng

Dựa vào đồ thị toạ độ trên màn hình, xác định biên độ dao động.

Sử dụng đồ thị vận tốc và áp dụng định luật bảo toàn năng lượng để xác định lại biên độ dao động như sau:

Chọn Phân tích dữ liệu >> Đạo hàm để quan sát đồ thị vận tốc

Xét tại thời điểm quả bóng đi qua vị trí cân bằng, năng lượng toàn phần của quả bóng là: