Một lò xo có độ cứng (100N/m ) được treo thẳng đứng vào một điểm cố định, đầu dưới gắn với vật có khối lượng (1kg ). Vật được đặt trên một giá đỡ D. Ban đầu giá đỡ D đứng yên và lò xo giãn (1cm ). Cho D chuyển động nhanh dần đều thẳng đứng xuống dưới với gia tốc 1m/s2. Bỏ qua mọi ma sát và sức cản. Lấy (g = 10m/s2). Quãng đường mà giá đỡ đi được kể từ khi bắt đầu chuyển động đến thời điểm vật rời khỏi giá đỡ và tốc độ của vật khi đó là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi có giá đỡ: \( {\vec F_{dh}} + \vec P + \vec N = m\vec a\)
Khi giá đỡ đứng yên: Lò xo dãn một đoạn 1cm
Khi rời giá đỡ:
\( {\vec F_{dh}} + \vec P = m\vec a \Rightarrow P - {F_{dh}} = ma \Rightarrow mg - k{\rm{\Delta }}{l_2} = ma \Rightarrow {\rm{\Delta }}{l_2} = \frac{{m\left( {g - a} \right)}}{k} = \frac{{1\left( {10 - 1} \right)}}{{100}} = 0,09m = 9cm\)
Khi rời giá đỡ, lò xo giãn 9cm
=> Quãng đường giá đỡ đi được là s=8cm
Vận tốc của vật khi rời giá đỡ là: \( v = \sqrt {2as} = 40{\mkern 1mu} cm/s\)