Một lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng k = 20 N/m nằm ngang, một đầu A được giữ cố định đầu còn lại gắm với chất điểm m 1 = 0 , 1 k g . Chất điểm m 1 được gắn thêm chất điểm thứ hai m 2 = 0 , 1 k g . Các chất điểm có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang (gốc O ở vị trí cân bằng của hai vật) hướng từ điểm A về phía hai chất điểm m 1 và m 2 . Thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo bị nén 4 cm rồi buông nhẹ để hệ dao động điều hòa. Gốc thời gian được chọn khi buông vật. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo đó đạt đến 0,2 N. Thời điểm m 2 bị tách ra khỏi m 1 là:
A. π 6 s
B. π 10 s
C. π 3 s
D. π 15 s
Đáp án D
+ Tần số góc của dao động ω = k m 1 + m 2 = 20 0 , 1 + 0 , 1 = 10 r a d / s
→ Phương trình động lực học cho chuyển động của vật m 1 : F d h → + T → = m 1 a → → F d h – T = m 1 a .
→ Vậy lực liên kết giữa hai vật có biểu thức T = F d h – m 1 a = k x – m 1 ω 2 x .
+ Hàm số trên đồng biến theo x điều này chứng tỏ rằng T m a x tại vị trí x = A → T m a x = 0 , 4 N .
+ Khoảng thời gian tương ứng t = 180 0 − a r cos 0 , 2 0 , 4 360 0 T = π 15 s.
