Chào em, thầy hiểu em đang cảm thấy bối rối với phần kiến thức này. Đừng lo lắng nhé, đây là một phần khá quan trọng và thú vị trong chương dao động điều hòa. Thầy sẽ cùng em làm rõ vấn đề này:

1. Động năng và Thế năng trong dao động điều hòa:

• Động năng (Wđ): Là năng lượng của vật do chuyển động mà có. Trong dao động điều hòa, động năng thay đổi liên tục. Nó đạt giá trị cực đại khi vật đi qua vị trí cân bằng (vận tốc cực đại) và bằng 0 khi vật ở hai biên (vận tốc bằng 0). Công thức: Wđ = 1/2 * m * v^2, với m là khối lượng và v là vận tốc của vật.
• Thế năng (Wt): Là năng lượng của vật do vị trí của nó trong trường thế gây ra. Trong dao động điều hòa, thế năng đàn hồi (ở con lắc lò xo) hoặc thế năng trọng trường (ở con lắc đơn) thay đổi theo li độ. Nó đạt giá trị cực đại ở hai biên (li độ cực đại) và bằng 0 tại vị trí cân bằng (li độ bằng 0). Công thức (với con lắc lò xo): Wt = 1/2 * k * x^2, với k là độ cứng lò xo và x là li độ.

2. Sự chuyển hóa năng lượng:

Điểm mấu chốt ở đây là Định luật bảo toàn cơ năng trong dao động điều hòa (khi bỏ qua ma sát và lực cản). Tổng động năng và thế năng của vật luôn không đổi trong suốt quá trình dao động. Nghĩa là:

Cơ năng (W) = Wđ + Wt = hằng số

Khi vật chuyển động từ biên về vị trí cân bằng:

• Li độ giảm dần, thế năng giảm dần.
• Vận tốc tăng dần, động năng tăng dần.
• Sự giảm đi của thế năng được chuyển hóa hoàn toàn thành động năng.

Khi vật chuyển động từ vị trí cân bằng ra biên:

• Li độ tăng dần, thế năng tăng dần.
• Vận tốc giảm dần, động năng giảm dần.
• Sự giảm đi của động năng được chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng.

Tại sao lại có sự 'đổi chỗ' này?

Hãy tưởng tượng như em đang chơi xích đu. Khi em ở điểm cao nhất (biên), em có nhiều thế năng nhất (do độ cao) nhưng vận tốc gần như bằng 0. Khi em đi xuống vị trí cân bằng, em đạt vận tốc nhanh nhất, lúc này thế năng (do độ cao) giảm xuống và động năng tăng lên. Khi em đi lên lại, vận tốc giảm dần và em lại tích lũy thế năng.

Áp dụng vào giải bài tập:

• Tìm vận tốc, li độ khi biết cơ năng và một trong hai loại năng lượng: Dùng Wđ = W - Wt hoặc Wt = W - Wđ để tìm giá trị còn lại, sau đó dùng công thức tính động năng, thế năng để tìm vận tốc, li độ.
• Tìm vận tốc, li độ tại một vị trí nhất định: Cần xác định được các đại lượng đặc trưng như biên độ A, tần số góc ω (hoặc chu kỳ T, tần số f), khối lượng m, độ cứng k.
• Các bài toán liên quan đến tỉ lệ năng lượng: Ví dụ, khi động năng bằng n lần thế năng (Wđ = n * Wt), ta có thể thay vào công thức Wđ + Wt = W để tìm mối liên hệ giữa li độ và biên độ.

Để hiểu rõ hơn, em có thể xem lại các ví dụ trong sách giáo khoa hoặc trên các trang học tập uy tín. Nếu có bài tập cụ thể nào em chưa làm được, cứ đăng lên đây, mọi người sẽ cùng hỗ trợ em giải đáp!