Một lò xo đàn hồi có độ cứng 200N/m, khối lượng không đáng kể, được treo thẳng đứng.Đầu dưới của lò xo gắn vào một vật nhỏ m=400g. Vật được giữ tại vị trí lò xo không co dãn, sau đó được thả nhẹ nhàng cho chuyển động
a. Tới vị trí nào thì lưc đàn hồi cân bằng với trọng lượng của vật.
b. Tính vận tốc của vật tại vị trí đó (lấy g=10m/s2)
a) Vị trí lực đàn hồi cân bằng với trọng lực:
kx0 = mg => x0 = 0,02 m = 2 cm.
b) Vận tốc của vật tại vị trí lực đàn hồi cân bằng với trọng lực:
1/2 . k(xo)2 = ½k(vcb)2 => |vcb| = 0,2√5 m/s = 20√5 (cm/s).
a. Ở vị trí cân bằng thì lực đàn hồi cân bằng với trọng lượng
\(\Rightarrow F_{đh}=P\Rightarrow k.\Delta l_0=mg\)
\(\Rightarrow \Delta l_0=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{0,4.10}{200}=0,02m=2cm\)
b. Vị trí đó chính là vị trí cân bằng.
Chọn gốc thế năng ở vị trí cân bằng.
Thả vật ở vị trí lò xo không giãn \(\Rightarrow x_1=2cm\)
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng ta có:
\(\dfrac{1}{2}.k.x_1^2=\dfrac{1}{2}.m.v^2\)
\(\Rightarrow v = x_1.\sqrt{\dfrac{k}{m}}=2.\sqrt{\dfrac{200}{0,4}}==20\sqrt 5 (cm/s)\)
