Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0 tác dụng lực F = 3 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa. Đến thời điểm t = 16π/19 s thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi ngừng tác dụng lực F có cơ năng bằng
A. 423 mJ
B. 162 mJ
C. 98 mJ
D. 242 mJ
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điếm t = π 3 thì ngừng tác dụng lực F. Dao dộng điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 9cm.
B. 7 cm.
C. 5 cm.
D. 11cm.
Đáp án A
Lời giải chi tiết
Ta có
Thời điểm
So với vị trí cân bằng khi không còn lực F thì
Con lắc dao động với biên độ:
.
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác d
ụng lực F = 2N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t =
25
π
/
80
s thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có gá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 9 cm
B. 7 cm.
C. 5 cm.
D. 11 cm.
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π 3 ( s ) thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây:
A. 9cm
B. 7cm
C. 5cm
D. 11cm
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100 g và lò xo nhẹ có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2 N lên vật nhỏ có phương trùng với trục của lò xo và có hướng sao cho lò xo có xu hướng bị giãn, cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π /3 (s) thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 5 cm
B. 7 cm
C. 9 cm
D. 11 cm
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng 100g và lò xo có độ cứng 40N/m được đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng. Tại t = 0, tác dụng lực F = 3N lên vật nhỏ (hình vẽ) cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = 16 π / 9 s thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào sau đây
A. 9cm.
B. 7cm.
C. 5cm.
D. 11cm.
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2N lên vật nhỏ có phương trùng với trục của lò xo và có hướng sao cho lò xo có xi hướng bị giãn, cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π/3 (s) thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 11cm
B. 7cm
C. 5cm
D. 9cm
Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên tại vị trí cân bằng, mang điện tích q = 40 μC. Tại t = 0, có điện trường đều E = 5 . 10 4 V / m theo phương ngang làm cho con lắc dao động điều hòa, đến thời điểm t = π 3 s thì ngừng tác dụng điện trường E. Dao động của con lắc sau khi không còn chịu tác dụng của điện trường có biên độ gần nhất giá trị nào sau đây?
A. 9 cm
B. 5 cm
C. 7 cm
D. 11 cm
Đáp án C
Tần số góc của dao động ω = k m = 40 100.10 − 3 = 20 rad/s → T = 0,1π s.
+ Dưới tác dụng của điện trường, con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O′ cách O một đoạn O O ' = q E k = 40.10 − 6 .5.10 4 40 = 5 cm.
Với biên độ A = OO′ = 5 cm.
+ Ta chú ý rằng, khoảng thời gian tồn tại điện trường Δ t = 3 T + T 3 = π 3 s → Sau khoảng thời gian này vật đến vị trí có li độ x = 0,5A = 2,5 cm, v = 3 2 v m a x = 25 3 cm/s.
+ Ngắt điện trường, con lắc dao động quanh vị trí cân bằng cũ O′, tại vị trí xảy ra biến cố, vật có x′ = 5 + 2,5 = 7,5 cm, v ' = 25 3 cm/s.
→ Biên độ dao động mới A ' = x ' 2 + v ' ω 2 = 7 , 5 2 + 25 3 20 2 = 7 , 81 cm.
Một con lắc lò xo được gắn trên một mặt ngang, vật nhỏ có khối lượng 1 kg, độ cứng của lò xo là 100 N/m. Hệ số ma sát giữa vật nhỏ và mặt ngang là 0,05. Vật nhỏ đang nằm yên tại vị trí cân bằng thì được kéo ra khỏi vị trí đó theo phương song song với trục của lò xo để lò xo dãn ra một đoạn 10 cm rồi buôn nhẹ (lúc t = 0) cho vật dao động tắt dần chậm. Tại thời điểm mà lò xo bị nén nhiều nhất thì lực ma sát đã sinh một công có độ lớn bằng
A. 0,05 J.
B. 0,10 J.
C. 0,095 J.
D. 0,0475 J.
Hướng dẫn:
+ Độ biến dạng của lò xo tại các vị trí cân bằng tạm x 0 = μ m g k = 0 , 05.1.10 100 = 5 m m
Vật bị nén nhiều nhất khi vật chuyển động hết nửa chu kì đầu tiên
→ Trong nửa chu kì đầu vật đi được quãng đường S = 2 X 0 − x 0 = 2 10.10 − 2 − 5.10 − 3 = 0 , 19 m
→ Lực ma sát đã sinh công A = F m s S = μ m g S = 0 , 095 J .
Đáp án C
