Hoàng Đức Long

Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25 N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m = 100 g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t 1 = 0 , 02 15  s thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy g   =   10   m / s 2 ,   π 2   =   10 . Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm t 2   =   t 1   +   0 , 07   s   có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 45 cm/s

B. 60 cm/s

C. 90 cm/s

D. 120 cm/s

Vũ Thành Nam
30 tháng 9 2018 lúc 13:12

Chọn đáp án A

@ Lời giải:

Ban đầu lò xo giãn một đoạn Δ l 0 , sau khoảng thời gian thả rơi lò xo và vật → lò xo co về trạng thái không biến dạng. Khi ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới.

+ Khi giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, phần lò xo tham gia vào dao động có độ cứng k   =   2 k 0   =   50   N / m .

→ Tần số góc của dao động ω = k m = 50 0 , 1 = 10 5 rad/s → T = 0,28 s.

→ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng mới Δ l = m g k = 0 , 1.10 50 = 2 cm.

+ Vận tốc của con lắc tại thời điểm  t 1  là v 0 = g t 1 = 10.0 , 02 15 = 0 , 2 15 m/s.

→ Biên độ dao động của con lắc A = Δ l 2 + v 0 ω 2 = 2 2 + 20 15 10 5 2 = 4 cm.

+ Ta chú ý rằng tại thời điểm t 1 vật ở vị trí có li độ x = A 2 = 2 cm → sau khoảng thời gian Δ t   =   t 2   –   t 1   =   0 , 25 T   =   0 , 07   s vật đi vị trí có li độ x = 3 2 A → v = v m a x 2 = ω A 2 = 4.10 5 2 = 20 5 cm/s ≈ 44,7 cm/s.

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết
Hoàng Đức Long
Xem chi tiết