Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và 1 vật có khối lượng 100g được treo thẳng đứng vào 1 giá cố định. Tại vị trí cân bằng O của vật lò xo dãn 2,5cm. Kéo vật dọc theo trục lò xo xuống dưới vị trí cân bằng O 1 đoạn 2cm rồi truyền cho vật vận tốc ban đầu 40căn3 cm/s thì nó dao động điều hoà. Tính độ lớn của lực lò xo tác dụng vào giá treo khi vật đạt vị trí cao nhất. g = 10m/s^2 ?
A. 0,6N
B. 0,8N
C. 2,6N
D. 2,5N
Ai có thể giải chi tiết bài này giúp mình với ạ mình cảm ơn ạ
Chọn trục toạ độ có gốc ở VTCB, chiều dương hướng xuống.
Tại vị trí cân bằng lò xo giãn $\Delta \ell_0$
Suy ra: \(F_{đh}=P\)
\(\Rightarrow k\Delta\ell_0=mg\)
\(\Rightarrow \dfrac{k}{m}=\dfrac{g}{\Delta \ell_0}\)
\(\Rightarrow \omega = \sqrt{\dfrac{k}{m}}=\sqrt{\dfrac{g}{\Delta \ell_0}}=\sqrt{\dfrac{10}{0,025}}=20(rad/s)\)
Độ cứng lò xo: \(k=m.\omega^2=0,1.20^2=40(N/m)\)
Biên độ dao động: \(A^2=x^2+\dfrac{v^2}{\omega^2}=2^2+\dfrac{(40\sqrt 3)^2}{20^2}\)
\(\Rightarrow A = 4cm\)
Vật ở vị trí cao nhất, độ biến dạng của lò xo là: \(\Delta \ell=|\Delta\ell_0+x|=|2,5-4|=1,5cm\)
Lực đàn hồi: \(F_{đh}=k.\Delta \ell=40.0,015=0,6N\)
