Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật có khối lượng 300g đang dao động điều hòa theo phương ngang. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc được cho như...

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật có khối lượng 300g đang dao động điều hòa theo phương ngang. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của động năng và thế năng của con lắc được cho như hình vẽ. Biên độ dao động của con lắc có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 6cm           

B. 12cm   

C. 3cm       

D. 4cm

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

+ Cơ năng của vật W = 2.0,75 = 1,5mJ

+ Thời điểm t  = 0 vật có Wđ = 1,125mJ → \({{\rm{W}}_t} = 0,375mJ = \frac{1}{4}W \Rightarrow x =  \pm \frac{A}{2}\) 

+ Thời điểm \(t = \frac{\pi }{3}\left( s \right)\) thì \({{\rm{W}}_{t\max }} = 1,5mJ \Rightarrow x =  \pm A\) 

+ Từ đồ thị ta thấy, từ thời điểm t = 0 đến \(t = \frac{\pi }{3}\) vật đi từ vị trí có \(x =  \pm \frac{A}{2}\) tới vị trí thế năng bằng 0 (x =0) rồi tăng tới thế năng cực đại  

+ Vậy nên \(\frac{T}{3} = \frac{\pi }{3}s \Rightarrow T = \pi \left( s \right)\) 

+ Mà \(T = \frac{{2\pi }}{\omega } = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}}  \Rightarrow k = 1,2\left( {\frac{N}{m}} \right)\) 

+ Cơ năng \(W = \frac{1}{2}k{A^2} \Rightarrow A = 0,05m = 5cm\) 

Copyright © 2021 HOCTAP247