Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ có khối lượng 100 g đang dao động điều hòa theo phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t 1 = 0 đến t 2 = π /48 s, động năng của con lắc tăng từ 0,096 đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064 J. Ở thời điểm t2, thế năng của con lắc là 0,064 J. Biên độ dao động của con lắc là
A. 5,7 cm.
B. 7,0 cm.
C. 8,0 cm.
D. 3,6 cm.
Chọn đáp án C
Tại t = t 2 thì:
W đ 2 = W t 2 = 0,064 J => W = 0,128 J.
Tại t 1 = 0 thì:
W đ 1 = 0,096 J => W t 1 = 0,032 J.
W t W = x a 2 ⇒ x = ± A W t W .
Áp dụng vào hai thời điểm
=> x 1 = ± A 2 . và x 2 = ± A 2 .
Theo bài ra, từ t 1 đến t 2 thì động năng tăng đến giá trị cực đại rồi giảm, tức thế năng của con lắc giảm đến 0 rồi tăng, tương ứng với vật đi từ vị trí x 1 = A 2 . qua vị trí cân bằng, đến x 2 = - A 2 . hoặc ngược lại.
Ta xét 1 trường hợp như trên hình vẽ.
Từ hình vẽ suy ra góc quét:
Δ φ = 5 π 12 ⇒ t = 5 T 24 = π 48
⇒ T = π 10 ⇒ ω = 20 r a d / s
⇒ W = 1 2 m ω 2 A 2 ⇒ A = 8 c m .
