Một con lắc lò xo treo thẳng đứng, quả cầu có khối lượng 200g dao động điều hoà. Chiều dài tự nhiên của lò xo là 30cm. Khi lò xo có chiều dài 28cm thì vận tốc bằng 0 và lúc đó lực đàn hồi có độ lớn là 2N. Năng lượng dao động của vật ?
A. 25mJ
B. 40mJ
C. 0,35J
D. 0,08J
Giải chi tiết giúp em với ạ em cảm ơn ạ !
Chiều dài tự nhiên của lò xo: \(\ell_0=30cm\)
Khi lò xo có chiều dài 28cm vận tốc bằng 0, suy ra lúc đó vật đang ở biên độ trên.
Áp dụng: \(\ell=\ell_0+\Delta\ell_0-A\)
\(\Rightarrow 28=30+\Delta\ell_0-A\)
\(\Rightarrow A - \Delta\ell_0=2\) (*)
Lực đàn hồi lúc đó: \(F=k|\Delta \ell_0-A|\)
\(\Rightarrow 2=k.0,02\Rightarrow k = 100(N/m)\)
Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB:
\(\Delta\ell_0=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{0,2.10}{100}=0,02m=2cm\)
Thay vào (*) suy ra: \(A=4cm=0,04m\)
Năng lượng dao động của vật: \(W=\dfrac{1}{2}kA^2=\dfrac{1}{2}.100.0,04^2=0,08(J)\)
Chọn đáp án D.
