Cho cơ hệ như hình bên. Vật m khối lượng 100 g có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang dọc theo trục lò xo có k = 40 N / m . Vật M khối lượng 300 g có thể trượt trên m với hệ số ma sát μ = 0 , 24 . Ban đầu, giữ m đứng yên ở vị trí lò xo dãn 4,5 cm, dây D (mềm, nhẹ, không dãn) song song với trục lò xo. Biết M luôn ở trên m và mặt tiếp xúc giữa hai vật nằm ngang. Lấy g = 10 m / s 2 . Thả nhẹ cho m chuyển động. Tính từ lúc thả đến khi lò xo trở về trạng thái có chiều dài tự nhiên lần thứ 2 thì tốc độ trung bình của m là
A. 16,7 cm/s.
B. 12,9 cm/s.
C. 29,1 cm/s.
D. 20,1 cm/s.
Đáp án D
Ban đầu lò xo dãn đến vị trí A1. Khi m chuyển động về VTCB OC (vị trí lò xo tự nhiên) thì bị cản bởi lực ma sát nên VTCB bị lệch một đoạn .
Suy ra biên độ của m mới là A ' = 2 , 7 c m . m sẽ chuyển động đến A2 (lò xo nén cực đại).
Vật m bắt đầu quay về thì dây chùng nên m và M cùng dao động. Khi 2 vật cùng đến OC thì là lần 2 lò xo tự nhiên.
+ Tổng quãng đường đi được là
+ Từ A1 về A2 thì chỉ có m dao động, đi trong nửa chu kỳ
Từ A2 về OC thì 2 vật dao động, và từ biên về VTCB mất ¼ chu kỳ:
