Một con lắc đơn dao động điều hòa trong thang máy đứng yên tại nơi có gia tốc trọng trường g=9,8 m/s2 với năng lượng dao động là 150mJ, gốc thế năng ở vị trí cân bằng của quả nặng. Đúng lúc vận tốc của con lắc bằng 0 thì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên với gia tốc 2,5 m/s2. Con lắc sẽ tiếp tục dao động điều hòa trong thang máy với năng lượng dao động
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKhi vận tốc của con lắc bằng 0 thì con lắc ở vị trí biên. Ngoại lực tác dụng lúc này không làm thay đổi biên độ góc của con lắc, hay không làm thay đổi biên độ. Từ đó ta có
\(\frac{{W'}}{W} = \frac{{mg'l\left( {1 - \cos {\alpha _0}} \right)}}{{mgl\left( {1 - \cos {\alpha _0}} \right)}} = \frac{{g'}}{g} \Rightarrow W' = \frac{{g'}}{g}.W\)
Vì thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên gia tốc quán tính tác dụng lên con lắc hướng xuống. Khi đó ta có:
\(g' = g + a = 9,8 + 2,5 = 12,3\)
Năng lượng lúc sau là: \(W' = \frac{{12,3}}{{9,8}}.150 = 188,3\)mJ.