Một con lắc đơn có chiều là l=160cm, kéo lệch khỏi VTCB một góc 9 độ. Viết phương trình dao động của con lắc đơn theo li độ góc.

Tần số

a/Định nghĩa : Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật thực hiện trong một giây.

Ví dụ : Số vòng của kim phút trong 1 s là $\frac{1}{60}$ vòng

b/Công thức:

              $f=\frac{\omega }{2\pi }=\frac{1}{T}$

$T$: chu kì $\left(s\right)$.

$f$: tần số $\left(Hz\right)$.

$\omega$: tốc độ góc $(rad/s)$.

Chú thích:

$x$: Li độ của chất điểm $(cm, m)$

$A$: Biên độ dao động $(cm, m)$

$\omega$: Tần số góc ( Tốc độ góc) $(rad/s)$

$v$: Vận tốc của chất điểm tại vị trí có li độ $(cm/s, m/s)$

$\phi$: Pha ban đầu của chất điểm $\left(rad\right)$

+ Căn cứ vào thời điểm $t=0$ thì : $\left\{\begin{array}{l}x=A\cos \left(\phi \right)\\ v=-A\omega \sin \left(\phi \right) \left(>;<;=0\right)\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\cos \left(\phi \right)=\frac{x}{A}\\ \phi \left(>;<;=0\right)\end{array}\right.\Rightarrow \boxed{\phi =arc\cos \left(\frac{x}{A}\right)}$

Do $v.\phi <0$ nên dấu của $\phi$ tùy thuộc vào $v$: $\left\{\begin{array}{l}vật chuyển động theo chiều dương: v>0 \Rightarrow \phi <0.\\ vật chuyển động theo chiều âm : v<0 \Rightarrow \phi >0.\end{array}\right.$

+ Hoặc chia 2 vế phương trình trên : $\frac{v}{x}=-\omega \tan \left(\phi \right) \iff \boxed{\phi =arc\tan \left(-\frac{v}{\omega x}\right)}$

Lưu ý:

Nếu đề cho tại $t=t_0$ thì $x=x_0; v=v_0$ thì : $$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{l}{x}_0=A\cos \left(\omega t_0+\phi \right)\\ v_0=-A\omega \sin \left(\omega t_0+\phi \right) \end{array}\right.\Rightarrow \frac{v_0}{x_0}=-\omega \tan \left(\omega t_0+\phi \right) \\ \iff \omega t_0+\phi =arc\tan \left(-\frac{v}{\omega x}\right) \iff \boxed{\phi =arc\tan \left(-\frac{v}{\omega x}\right)- \omega t_0} \end{gathered}$$

Định nghĩa:

T là thời gian để vật chuyển động được một vòng.

Đơn vị tính: giây $\left(s\right)$.

Ngoài ra với một số chuyển động có chu kì lâu hơn (trái đất quanh mặt trời, trái đất tự quay quanh trục v....v....) thì chu kì còn có thể tính bằng tháng, năm v...v....

Định nghĩa:

f là số vòng vật chuyển động được trong thời gian 1 s.

Đơn vị tính: Hertz (Hz).

Định nghĩa:

$\omega$ là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian.

Đơn vị: rad/s