Bài 2 trang 171 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao

Đề bài

Giữ một vật khối lượng 0,25kg ở đầu một lò xo đặt thẳng đứng với trạng thái ban đầu chưa bị biến dạng. Ấn cho vật đi xuống làm cho lò xo bị nén một đoạn 10cm. Tìm thế năng tổng cộng của hệ vật-lò xo tại vị trí này. Lò xo có độ cứng 500N/m và bỏ qua khối lượng của nó. Cho g = 10m/s² và chọn mức không của thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng.

Hướng dẫn giải

Chọn mức không của thế năng tại vị trí lò xo không biến dạng:

Thế năng trọng trường tại vị trí lò xo bị nén 10cm là:

\({{\rm{W}}_1} = mgx = 0,25.10.(-0,1) =- 0,25(J)\)

Thế năng tại vị trí đàn hồi này là:

\({{\rm{W}}_{đh}} = {1 \over 2}k{x^2} = {1 \over 2}.500.{(0,1)^2} = 2,5(J)\)

Thế năng tổng cộng của hệ :

\({{\rm{W}}_{tt}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_{đh}} = -0,25 + 2,5 = 2,25(J)\)