Tính góc lệch của con lắc so với phương thẳng đứng

math

New Member
Bài toán
Một con lắc đơn có chiều dài $l$ (m) ,đầu trên cố định,đầu dưới gắn với vật nhỏ có khối lượng $m$ (kg).Ban đầu vật ở vị trí cân bằng,đưa vật lên vị trí sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc $60$ độ.Tìm góc lệch của con lắc với phương thẳng đứng khi công suất của lực căng dây $T$ bằng $\dfrac{5}{8\sqrt{2}}$công suất cực đại của lực căng dây $T$.

A. 41độ 24'
B. 49độ 27'
C. 30độ
D. 45độ
 
Last edited:
Bài toán
Một con lắc đơn có chiều dài $l$ (m) ,đầu trên cố định,đầu dưới gắn với vật nhỏ có khối lượng $m$ (kg).Ban đầu vật ở vị trí cân bằng,đưa vật lên vị trí sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc $60$ độ.Tìm góc lệch của con lắc với phương thẳng đứng khi công suất của lực căng dây $T$ bằng $\dfrac{5}{8\sqrt{2}}$công suất cực đại của lực căng dây $T$.

A. 41độ 24'
B. 49độ 27'
C. 30độ
D. 45độ
$$P=T.v=mg(3\cos\alpha -2\cos\alpha _{0})\sqrt{2gl(\cos\alpha -\cos_{\alpha _{0}})}$$
$$\Leftrightarrow P=mg(3\cos_{\alpha }-1)\sqrt{2gl(\cos\alpha -0,5)}$$
$$\Leftrightarrow P=mg\sqrt{2gl}\sqrt{9\cos_{\alpha }^{3}-10,5\cos_{\alpha }^{2}+4\cos\alpha -0,5}$$
Bh ta đi tìm công suất max:
Đặt $\cos\alpha =t;t\in [-1;1]$
Ta đi khảo sát hàm: $f(t)=9t^{3}-10,5t^{2}+4t-0,5$
$$\Rightarrow f(t)max=2$$
Vậy $Pmax=mg\sqrt{2gl}\sqrt{2}=2mg\sqrt{gl}$
Cho $$P=\dfrac{5}{8\sqrt{2}}Pmax\Leftrightarrow 9\cos_{\alpha }^{3}-10,5\cos_{\alpha }^{2}+4\cos\alpha -\dfrac{57}{64}=0\Leftrightarrow\cos\alpha =\dfrac{3}{4}$$
$\Rightarrow \alpha =41^{0}24'$
Đáp án A.
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Bài toán
Một con lắc đơn có chiều dài $l$ (m) ,đầu trên cố định,đầu dưới gắn với vật nhỏ có khối lượng $m$ (kg).Ban đầu vật ở vị trí cân bằng,đưa vật lên vị trí sao cho dây treo hợp với phương thẳng đứng một góc $60$ độ.Tìm góc lệch của con lắc với phương thẳng đứng khi công suất của lực căng dây $T$ bằng $\dfrac{5}{8\sqrt{2}}$công suất cực đại của lực căng dây $T$.

A. 41độ 24'
B. 49độ 27'
C. 30độ
D. 45độ
$P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{TS}{t}=Tv=mg(3\cos{\alpha}-1)\sqrt{2gl(\cos\alpha -0,5)}\leq 2mg\sqrt{gl}$
$(Do \cos \alpha \leq 1)$
$$P=\dfrac{5}{8\sqrt{2}}P_{max}=\dfrac{5mg\sqrt{gl}}{4\sqrt{2}}$$
$$(3\cos \alpha -1)\sqrt{2\cos \alpha -1}=\dfrac{5}{4\sqrt{2}}$$
$$\cos \alpha =\dfrac{3}{4}$$
Chọn A.
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
$P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{TS}{t}=Tv=mg(3\cos_{\alpha}-1)\sqrt{2gl(\cos\alpha -0,5)}\leq 2mg\sqrt{gl}$
$(Do \cos \alpha \leq 1)$
$$P=\dfrac{5}{8\sqrt{2}}P_{max}=\dfrac{5mg\sqrt{gl}}{4\sqrt{2}}$$
$$(3\cos \alpha -1)\sqrt{2\cos \alpha -1}=\dfrac{5}{4\sqrt{2}}$$
$$\cos \alpha =\dfrac{3}{4}$$
Chọn A.
3 bài,có mỗi bài này là mình tính đúng
:big_smile:
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Chắc nhầm đề rồi vì lực căng luôn vuông góc vói vận tốc nên nó không sinh công! Lực căng sợi dây chỉ có tác dụng giữ cho vật chuyển động trên quỹ đạo tròn chứ không sinh công nên công suất của nó bằng 0.
 

Quảng cáo

Back
Top