Hai lò xo có độ cứng k = 250 N/m, l0 = 36cm. Hai vật có khối lượng m kích thước nhỏ có thể trượt không ma sát trên trục nằm ngang. Quay hệ quanh trục thẳng đứng với tần số n = 2 vòng/s. Cho m = 200 g. Tính chiều dài mỗi lò xo.
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l 0 một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l 0 = 20 c m , ω = 20 π r a d / s , m = 10 g ; k = 200 N / m .
A. 5 cm.
B. 3,5 cm.
C. 6 cm.
D. 8 cm.
Đáp án A
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm.
Khi trục Δ quay thì lò xo giãn ra một đoạn Δ l
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l 0 một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l 0 = 20 cm, ω = 20π rad/s, m = 10 g; k = 200 N/m.
A. 5 cm
B. 3,5 cm.
C. 6 cm
D. 8 cm
Chọn A
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm.
Khi trục quay thì lò xo giãn ra một đoạn Δl
F h t = F d h ↔ m ω 2 ( l 0 + Δℓ) = k.Δℓ → (k – m ω 2 ).Δℓ = m ω 2 l 0
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên ℓ0 một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l 0 = 20 c m , ω = 20 π rad / s , m = 10 g ; k = 200 N / m .
A. 5 cm.
B. 3,5 cm.
C. 6 cm.
D. 8 cm.
Chọn A.
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm.
Khi trục Δ quay thì lò xo giãn ra một đoạn ∆ℓ.
Fht = Fdh ↔ mω2(ℓo + ∆ℓ) = k.∆ℓ → (k – mω2).∆ℓ = mω2ℓo
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên lo một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khôi lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh ( ∆ ) nằm ngang. Thanh ( ∆ ) quay đều với vận tốc góc co quanh trục ( ∆ ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l 0 = 20 cm, , m = 10 g; k = 200 N/m
A. 5cm
B. 3,5cm
C. 6cm
D. 8cm
Đáp án A
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm
Khi trục ∆ quay thì lò xo giãn ra 1 đoạn ∆ l
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l0 một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l0 = 20cm, ω = 20π rad/s, m = 10g; k = 200N/m.
A. 5cm
B. 3,5cm
C. 6cm
D. 8cm
Chọn đáp án A
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm.
Khi trục ∆ quay thì lò xo giãn ra một đoạn ∆ℓ.
Fht = Fdh
<-> mω2(ℓo + ∆ℓ) = k.∆ℓ
→ (k – mω2).∆l = mω2ℓo
Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật m = 100g đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá n 1 = 2 v ò n g / s , lò xo không biến dạng. Nếu số vòng quay tăng chậm đến n 2 = 5 v ò n g / s lò xo giãn dài gấp đôi. Cho π 2 = 10 . Tính độ cứng k của lò xo.
A. 140 N/m
B. 130 N/m
C. 150 N/m
D. 184 N/m
Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật m = 100g đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá n 1 = 2 v ò n g / s , lò xo không biến dạng. Nếu số vòng quay tăng chậm đến n 2 = 5 v ò n g / s lò xo giãn dài gấp đôi. cho π 2 = 10
Tính độ cứng k của lò xo
Ta có ω = 2 π . n
Khi số vòng quay là n 1 : Lực hướng tâm là lực ma sát nghỉ cực đại :a
m ω 1 2 l 0 = F m s 1
Khi số vòng quay là n 2 : Lực hướng tâm là tổng lực của lực đàn hồi và lực ma sát nghỉ cực đại.
k l 0 + F m s = 2 m ω 2 2 l 0 2
Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta có :
⇒ k = 4 π 2 m 2 n 2 2 − n 1 2 = 4.10.0 , 1. 2.5 2 − 2 2 = 184 N / m
Cho hai vật nhỏ A và B có khối lượng lần lượt là m1 = 900 g, m2 = 4 kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa A, B và mặt phẳng ngang đều là
μ
= 0,1; coi hệ số ma sát nghỉ cực đại bằng hệ số ma sát trượt. Hai vật được nối với nhau. bằng một lò xo nhẹ có độ cứng k = 15N/m; B tựa vào tường thẳng đứng. Ban đầu hai vật nằm yên và lò xo không biến dạng. Một vật nhỏ C có khối lượng m = 100g bay dọc theo trục của lò xo với vận tốc v đến va chạm hoàn toàn mềm với A (sau va chạm C dính liền với A). Bỏ qua thời gian va chạm. Lấy g = 10 m/s2. Để B có thể dịch chuyển sang trái thì giá trị nhỏ nhất của v bằng
A. 17,8 m/s
B. 18,9 m/s
C. 17,9 m/s
D. 19,8 m/s
Đáp án C
- Để B có thể dịch sang trái thì lò xo phải giãn một đoạn ít nhất là x0 sao cho:
- Như thế, vận tốc v0 mà hệ (m1 + m) có được ngay sau khi va chạm phải làm cho lò xo có độ co tối đa x sao cho khi nó dãn ra thì độ dãn tối thiểu phải là x0
Cho cơ hệ như hình vẽ bên. Vật m khối lượng 100 g có thể chuyển động tịnh tiến, không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang dọc theo trục lò xo có k = 40 N/m. Vật M khối lượng 300 g có thể trượt trên m với hệ số ma sát μ = 0,2. Ban đầu, giữ m đứng yên ở vị trí lò xo dãn 4,5 cm, dây D (mềm, nhẹ, không dãn) song song với trục lò xo. Biết M luôn ở trên m và tiếp xúc giữa hai vật nằm ngang. Lấy gia tốc trọn trường g = 10 m / s 2 . Thả nhẹ cho m chuyển động. Tính từ lúc thả đến khi m đổi chiều chuyển động lần thứ 2 thì tốc độ trung bình của m là:
A. 2,23 cm/s
B. 19,1 cm/s
C. 28,7 cm/s
D. 33,4 cm/s
Đáp án B
Nhận thấy rằng, lực ma sát trượt giữa M và m chỉ tồn tại khi dây D căng → tương ứng với chuyển động của m về phía bên trái. Do vậy ta có thể chia quá trình chuyển động của m thành các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Dao động tắt dần quanh vị trí cân bằng tạm O 1
+ Tại vị trí cân bằng tạm, lực đàn hồi cân bằng với lực ma sát k Δ l 0 = μ M g → Δ l 0 = μ M g k = 0 , 2.0 , 3.10 40 = 1 , 5 c m
→ Biên độ dao động trong giai đoạn này là A1 = 4,5 – 1,5 = 3 cm.
+ Vật chuyển động đến biên thì đổi chiều lúc này lò xo bị nén một đoạn Δl = 3 – 1,5 = 1,5 cm.
Thời gian tương ứng trong giai đoạn này t 2 = T 2 2 = π m + M k = π 0 , 1 + 0 , 3 40 = 0 , 1 π s
Giai đoạn 2: m đổi chiều chuyển động → dây chùng không còn ma sát trượt nữa → hệ hai vật m + M dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O (vị trí lò xo không biến dạng)
+ Biên độ dao động của vật ở giai đoạn này A 2 = 1 , 5 c m (biên độ này nhỏ hơn A 2 m a x = μ g ω 2 2 = 2 cm để M không trượt trong quá trình dao động).
Thời gian tương ứng đến khi vật đổi chiều lần thứ hai t 1 = T 1 2 = π m k = π 0 , 1 40 = 0 , 05 π s
→ Tốc độ trung bình của m trong hai giai đoạn trên v t b = S t = 2 A 1 + 2 A 2 t 1 + t 2 = 2 3 + 1 , 5 0 , 05 π + 0 , 1 π = 19 , 1 c m / s