Một con lắc lò xo đăt trên mặt phẳng gồm lò xo nhẹ, một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ m. Giữ vật m 1 tại vị trí mà lò xo bị nén 8cm, đặt vật nhỏ m 2 (có khối lượng bằng khối lượng vật m 1 ) trên mặt phẳng nằm ngang và sát với vật m 1 . Ở thời điểm t = 0 , buông nhẹ để 2 vật bắt đầu chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua mọi ma sát, tính từ lúc t = 0 đến thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì m 2 đi được một đoạn là
A. 4,6cm
B. 16,9cm
C. 5,7cm
D. 16cm
Đáp án B
Ban đầu hai vật cùng dao động với A = 8 ( c m ) và ω = k 2 m
Khi tới vị trí cân bằng chúng có v 0 = ω A thì chúng rời nhau; tiếp đó:
+ m 1 dao động với tốc độ cực đại vẫn là ω A nhưng với: ω ' = k m = ω 2 do đó A ' = A 2
+ m 2 chuyển động thẳng đều với vận tốc v 0 và sau thời gian t = T ' 4 = 1 4 . 2 π ω ' = π 2 ω 2 đi được s = v 0 t = A π 2 2
Vậy m 2 cách vị trí lúc đầu: s + A = 8 π 2 2 + 8 ≈ 16,9 ( c m )