Mô phỏng chân dung pha của con lắc

Con lắc thả từ một góc nhỏ sẽ đi qua đi lại, và T = 2π√(L/g) mô tả tốt điều đó. Cho nó đủ vận tốc quay ban đầu thì nó thôi hẳn việc dao động: nó vượt qua điểm cao nhất và quay tròn liên tục. Vẽ góc theo vận tốc góc sẽ cho thấy cả hai cùng lúc — một dao động là vòng kín, một vòng quay là đường mở, còn đường cong phân cách hai loại đó chính là mức năng lượng đủ để đứng yên cân bằng ở đỉnh. Học sinh có thể thay đổi góc ban đầu và vận tốc quay ban đầu rồi so sánh điều gì xảy ra. Hãy dùng cho hoạt động khám phá toán học với Trung học phổ thông, trên máy chiếu hoặc thiết bị của từng học sinh.

Chuẩn kiến thức: Common Core CCSS.MATH.CONTENT.HSF.IF.B.4, CCSS.MATH.CONTENT.HSA.CED.A.3

• Thả từ trạng thái nghỉ ở một góc nhỏ và quan sát vòng kín mà dao động vẽ ra
• Tăng vận tốc quay ban đầu cho tới khi vòng kín mở ra và con lắc vượt qua đỉnh
• Tìm vận tốc quay ban đầu rơi gần đúng vào đường phân cách, rồi xem con lắc bò dần lên đỉnh
• Thêm lực cản và quan sát vòng kín xoắn dần vào trong khi năng lượng mất đi
• So sánh chu kì góc nhỏ với chu kì thật khi biên độ lớn dần

1. 1Dự đoán việc thay đổi góc ban đầu sẽ ảnh hưởng thế nào đến năng lượng, rồi kiểm chứng dự đoán đó.
2. 2Dùng bằng chứng từ phép tính trực tiếp và hình ảnh minh họa để giải thích kết quả.

Câu hỏi giáo viên thường đặt ra