Phòng Thí Nghiệm Ảo • Vật Lí 11
KHẢO SÁT DAO ĐỘNG TẮT DẦN CỦA CON LẮC LÒ XO VÀ CON LẮC ĐƠN - VẬT LÍ 11
Mô phỏng động cơ học khảo sát định lượng sự tắt dần của dao động trong các môi trường khác nhau (Không khí, Nước, Dầu nhớt, Chân không), theo dõi đồ thị li độ - thời gian và sự chuyển hóa cơ năng thành nhiệt năng.
Con lắc lò xo thẳng đứng
Con lắc đơn
Môi trường hiện tại: Không khí (Ma sát nhỏ)
Đồ thị li độ theo thời gian (x - t)
t = 0.00 s
Cơ năng còn lại (W):
100%
Thời gian (t)
0,00 s
Li độ lò xo (x)
+6,5 cm
Góc lệch đơn (α)
+14,5°
Nhiệt lượng tỏa (Q)
0,00 J
Biên độ ban đầu A0:
6,5 cm
Mục tiêu quan sát thí nghiệm
- Môi trường không khí: Lực cản nhỏ $\implies$ biên độ giảm từ từ qua nhiều chu kì dao động.
- Môi trường nước: Lực cản vừa $\implies$ biên độ giảm nhanh rõ rệt chỉ sau vài chu kì dao động.
- Môi trường dầu nhớt: Lực cản lớn $\implies$ dao động bị dập tắt cực nhanh (chuyển động tắt dần không tuần hoàn).
- Môi trường chân không: Lực cản bằng 0 $\implies$ hai con lắc dao động điều hòa duy trì biên độ không đổi vĩnh cửu.
Cơ sở lí thuyết trọng tâm
• Định nghĩa: Dao động tắt dần là dao động có biên độ và cơ năng giảm dần theo thời gian do công cản của ma sát.
• Định luật biến thiên cơ năng: Cơ năng của hệ chuyển hóa hoàn toàn thành nội năng (nhiệt lượng $Q$) tỏa ra môi trường: Q = W_0 - W(t) = 1/2 k (A_0^2 - A^2(t))