Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo trục Ox nằm ngang, vật nặng có khối lượng 150 g và năng lượng dao động 38,4 mJ (chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng). Tại thời điểm vật có tốc độ \(16\pi \left( cm/s \right)\) thì độ lớn lực kéo về là 0,96 N. Lấy \({{\pi }^{2}}=10.\) Độ cứng của lò xo là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiThế năng của con lắc là: \({{E}_{t}}=E-{{E}_{d}}=E-\frac{1}{2}m{{v}^{2}}=\frac{1}{2}k{{x}^{2}}\)
\(\Rightarrow {{E}_{t}}=38,{{4.10}^{-3}}-\frac{1}{2}\left( {{150.10}^{-3}} \right).{{\left( 16\pi {{.10}^{-2}} \right)}^{2}}=0,0192\left( J \right)\)
Ta có: \({{E}_{t}}=\frac{1}{2}k{{x}^{2}}=0,0192\left( J \right)\)
\(\left| {{F}_{kv}} \right|=k\left| x \right|=0,96\left( N \right)\)
\(\Rightarrow \frac{{{E}_{t}}}{\left| {{F}_{kv}} \right|}=\left| x \right|=\frac{2.0,0192}{0,96}=0,04\left( m \right)\Rightarrow \left| x \right|=0,04\left( m \right)\)
Lực kéo về: \({{F}_{kv}}=-kx\Rightarrow k=\frac{\left| {{F}_{kv}} \right|}{\left| x \right|}=24\left( N/m \right).\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Vật Lý
Trường THPT Định Thành
