Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên gắn cố định, đầu dưới trên quả cầu nhỏ M có khối lượng 500 g sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng. Ban đầu vật tựa vào giá đỡ nằm ngang để lò xo bị nén 7,5 cm. Thả cho giá đỡ rơi tự do thẳng đứng xuống dưới. Lấy g = 10 m / s 2 , sau khi M rời khỏi giá nó dao động điều hòa. Trong một phần tư chu kì dao động đầu tiên M, thời gian lực đàn hồi cùng chiều với lực kéo về tác dụng vào nó là:
A. 5 π 2 60 s .
B. π 2 60 s .
C. π 2 40 s .
D. π 2 120 s .
Chọn B.
Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng
Chọn trục Ox thẳng đứng, hướng xuống, gốc O trùng vtcb. Các lực tác dụng vào vật khi chưa dời khoit giá đỡ: F Ð h → ; P → ; N → ''
Thả cho hệ rơi tự do nên Fđh = N (N là phản lực của giá đỡ tác dụng lên vật). Vật bắt đầu rời khỏi giá đỡ khi N = 0
Như vậy, hệ đến vị trí lò xo không biến dạng thì vật sẽ tách ra khỏi giá => quãng đường vật đã đi được là S = 7,5 cm =0,075m => vận tốc tại vị trí tách:
Từ lúc vật bắt đầu dao động điều hòa (t = 0) sao T/4 thì thời gian mà lực đàn hồi và lực kéo về ngược chiều nhau = T 6 = π 2 60 s .