Con lắc lò xo thẳng đứng có vật nhỏ khối lượng m (với m < 400g), lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Vật đang treo ở vị trí cân bằng thì được kéo tới vị trí lò xo giãn 4,5 cm rồi truyền cho vật vận tốc v = 40cm/s theo phương thẳng đứng; khi đó vật dao động điều hòa với cơ năng W = 40 mJ. Lấy g = 10 m/s2. Chu kì dao động là
\(W = \frac{1}{2} kA^2 => A^2 = \frac{2W}{k} = 8.10^{-4}m^2.\)
Độ dãn của lo xo tại vị trí cân bằng \(\Delta l = \frac{mg}{k}\)
Từ VTCB kéo tới vị trí lò xo dãn 4,5 cm tức là li độ x của lò xo (so với VTCB) là: \(x = 4,5.10^{-2} - \Delta l\)
\(A^2 = x^2 +\frac{v^2}{\omega^2}\)
=> \(8.10^{-4} = (4,5.10^{-2} - \frac{m.10}{100})^2 + \frac{m.0,4^2}{100}\)
=> \(0,01 m^2 - 7,4.10^{-3} m + 1,225.10^{-3} = 0\)
=> \(m = 0,49 kg; \) (loại) hoặc \(m = 0,25 kg; \)(chọn)
=> \(T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt{\frac{0,25}{100}} = 0,1\pi.(s)\)
