Vì sao không được lấy độ lệch ngang của con lắc thay cho độ cao nâng?

Giải thích nguyên lý

Thế năng trọng trường phụ thuộc độ cao thẳng đứng, không phải khoảng lệch ngang của vật. Với con lắc, vật đi trên cung nên hai độ lệch này khác nhau. Dùng chiều ngang như độ cao sẽ làm sai năng lượng dù đã dùng đúng trọng lượng.

Ví dụ và phân tích

Dây dài 1 m, vật lệch ngang 0,6 m so với vị trí thấp nhất. Khoảng đứng từ điểm treo đến vật là 0,8 m theo tam giác vuông. Vật chỉ cao hơn đáy 0,2 m. Nếu trọng lượng 5 N, thế năng tăng 1 J, không phải 3 J.

Cách kiểm tra

Vẽ điểm treo, vị trí đáy và vị trí lệch trên cùng hình. Tìm độ cao bằng chiều dài dây trừ khoảng đứng, có thể dùng định lý Pythagore. Kiểm tra cạnh xiên là dây, không lấy nhầm chiều ngang làm cạnh đứng.

Ứng dụng

Ví dụ giúp đọc hình con lắc và các đường chuyển động cong khi tính năng lượng. Quãng đường đi trên cung cũng không phải độ cao; cần chiếu vị trí lên phương thẳng đứng trước.

Điều kiện và giới hạn

Giả định dây không giãn, điểm treo cố định và bỏ kích thước vật. Không dùng công thức góc nhỏ hoặc dao động điều hòa; bài chỉ dựa hình học lớp 9 và thế năng. Không kéo con lắc lớn qua gần người.

Đọc hình

Con lắc dài 1 m lệch ngang 0,6 m, cạnh đứng 0,8 m nên độ cao tăng 0,2 m; vật 5 N tăng thế năng 1 J.

Học tiếp

Động năng là gì và khi nào vật có động năng Cơ năng bằng tổng những dạng năng lượng nào