Tại nơi có gia tốc trọng trường là 9,8 m/s 2 , một con lắc đơn dao động điều hòa với biên độ góc 6 0 . Biết khối lượng vật nhỏ của con lắc là 100 g và chiều dài dây treo là 1m. Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng, cơ năng của con lắc xấp xỉ bằng A. 4,4.10-3 J. B. 8,4.10 -3 J. C. 6,4.10 -3 J. D. 5,4.10 -3 J.
Ai đó có thể tận tình chỉ giáo cho mình cách xử lý câu hỏi này với. Mình thật sự mong muốn lắng nghe những lời khuyên từ các Bạn.

Để giải bài toán trên, ta sử dụng công thức cơ năng của con lắc dao động điều hòa:

E = 1/2 * I * ω² + 1/2 * m * v² + m * g * h

Trong đó:
- I là moment of inertia của con lắc, trong trường hợp này là m*R², với R là chiều dài đoạn dây treo.
- ω là tốc độ góc của con lắc, liên hệ với v bằng ω = v/R.
- m là khối lượng vật nhỏ của con lắc.
- v là vận tốc của con lắc.
- g là gia tốc trọng trường.
- h là độ cao của con lắc so với mốc cân bằng.

Ta có thể tính được vận tốc của con lắc bằng cách áp dụng định lý năng lượng cơ học:

E = E₀

Ở vị trí cân bằng (h = 0), cơ năng biến thiên tương đương với cơ năng của con lắc đạt cực đại, nên ta có:

1/2 * I * ω² + 1/2 * m * v² + m * g * h = 1/2 * I * ω₀²

Sử dụng các thông số đã cho, ta thay vào và giải phương trình để tính được vận tốc v của con lắc.

Sau khi tính được v, ta thay vào công thức tổng cơ năng ban đầu của con lắc để tính được cơ năng của con lắc xấp xỉ tại mốc thế năng ở vị trí cân bằng.

Đáp án đúng là:

B. 8,4.10^(-3) J.