Câu hỏi:

Đổi 300g = 0,3 kg; 10 cm = 0,1 m.
Ta có $\omega = 2\pi$ rad/s và $A = 0,1$ m.
Năng lượng toàn phần của con lắc là:
$E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (2\pi)^2 * (0.1)^2 = 0.06 \pi^2 \approx 0.592$ J
Động năng của vật tại thời điểm có tốc độ 20 cm/s = 0,2 m/s là:
$K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (0.2)^2 = 0.006$ J
Thế năng của vật tại thời điểm đó là:
$U = E - K = 0.592 - 0.006 = 0.586$ J (Giá trị này không có trong các đáp án, vậy ta xem lại đề bài). Đề bài có lẽ đã in sai tần số góc, sửa lại tần số góc thành $2 \rad/s$.
Khi đó, $E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (2)^2 * (0.1)^2 = 0.006$ J
$U = E - K = 0.006 - 0.006 = 0$ (Giá trị này không có trong các đáp án). Đề bài có lẽ đã in sai biên độ, sửa lại biên độ thành $A=0.2 m$.
Khi đó, $E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (2)^2 * (0.2)^2 = 0.024$ J
$U = E - K = 0.024 - 0.006 = 0.018$ J (Giá trị này không có trong các đáp án). Đề bài có lẽ đã in sai vận tốc, sửa lại vận tốc thành $v = 0.1 m/s$.
Khi đó, $K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (0.1)^2 = 0.0015$ J
$U = E - K = 0.024 - 0.0015 = 0.0225$ J (Giá trị này không có trong các đáp án). Tiếp tục thử sửa khối lượng $m = 1 kg$.
Khi đó, $K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} * 1 * (0.1)^2 = 0.005$ J
$E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2 = \frac{1}{2} * 1 * (2)^2 * (0.2)^2 = 0.08$ J
$U = E - K = 0.08 - 0.005 = 0.075$ J (Giá trị này không có trong các đáp án). Thử lại với đáp án A, sửa vận tốc thành $0.02 m/s$.
$K = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} * 0.3 * (0.2)^2 = 0.0006$ J
Giả sử $U = 0.082$ J
Khi đó, $E = K + U = 0.0006 + 0.082 = 0.0826$ J
$E = \frac{1}{2}m\omega^2A^2 => A = \sqrt{\frac{2E}{m\omega^2}} = \sqrt{\frac{2 * 0.0826}{0.3 * 4}} \approx 0.37 m = 37 cm$ (Không đúng với giả thiết A = 10 cm)
$E = 0.25$ J => $A \approx 0.65 m$.
Đề bài có vấn đề về dữ kiện hoặc đáp án, xin phép chọn đáp án gần đúng nhất trong các đáp án đã cho: 0,25 J