Một lò xo có chiều dài tự nhiên 30cm, một treo cố định, đầu còn lại gắn với vật nhỏ khối lượng 200g. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, khi lò xo có chiều dài 28cm thì vận tốc của vật bằng không và lực đàn hồi của lò xo có độ lớn 2N. Lấy g=10m/s2. Động năng cực đại của con lắc là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐộ lớn lực đàn hồi của lò xo là:
\( {F_{dh}} = k\left| {l - {l_0}} \right| \Rightarrow 2 = k.\left| {0,28 - 0,3} \right| \Rightarrow k = 100{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {N/m} \right)\)
Ở VTCB, lò xo giãn một đoạn là:
\( {\rm{\Delta }}l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,2.10}}{{100}} = 0,02{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( m \right) = 2{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( {cm} \right)\)
Biên độ của con lắc là:
\(A=l_0+Δl−l=0,3+0,02−0,28=0,04(m)\)
Động năng cực đại của con lắc là:
\( {W_{d\max }} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} = \frac{1}{2}k{A^2} = \frac{1}{2}{.100.0,04^2} = 0,08{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left( J \right)\)
