Độ cứng của lò xo là: \(k=\dfrac{mg}{\Delta l}=\dfrac{100.10^{-3}.10}{\left|24-20\right|.10^{-2}}=25\left(\dfrac{N}{m}\right)\)
Biên độ dao động là: \(A=30-24=6\left(cm\right)\)
Tần số góc: \(\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}=5\sqrt{10}\left(\dfrac{rad}{s}\right)\)
Chọn chiều dương hướng lên, vị trí thả ra làm mốc
Phương trình dao động là: \(x=6cos\left(5\sqrt{10}t-\pi\right)\left(cm\right)\)
Khi qua VTCB:
\(v_{max}=A\omega=30\sqrt{5}\left(\dfrac{cm}{s}\right)\), \(a_{min}=0\left(\dfrac{cm}{s^2}\right)\)
Khi qua vị trí cách VTCB 2cm:
Ta có: \(x^2+\dfrac{v^2}{\omega^2}=A^2\Leftrightarrow\left(6-2\right)^2+\dfrac{v^2}{\left(5\sqrt{10}\right)^2}=6^2\Rightarrow v=50\sqrt{2}\left(\dfrac{cm}{s}\right)\)
Có: \(\dfrac{a^2}{\omega^4}+\dfrac{v^2}{\omega^2}=A^2\Rightarrow a=1000\left(\dfrac{cm}{s^2}\right)\)
b. Tần số góc: \(\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m_1+m_2}}=12,5\left(\dfrac{rad}{s}\right)\)
Phương trình dao động: \(x=6cos\left(12,5t-\pi\right)\left(cm\right)\)
Độ giãn của lò xo là: \(\Delta l=\dfrac{\left(m_1+m_2\right)g}{k}=0,064\left(m\right)\)
Khi lò xo dài 28,4cm thì x=2cm
Ta có: \(x^2+\dfrac{v^2}{\omega^2}=A^2\Leftrightarrow\left(2\right)^2+\dfrac{v^2}{\left(12,5\right)^2}=6^2\Rightarrow v=50\sqrt{2}\left(\dfrac{cm}{s}\right)\)
\(\dfrac{a^2}{\omega^4}+\dfrac{v^2}{\omega^2}=A^2\Rightarrow a=-312,5\left(\dfrac{cm}{s^2}\right)\)