Hai con lắc lò xo A và B giống nhau có độ cứng k, khối lượng vật

Câu hỏi :

Hai con lắc lò xo A và B giống nhau có độ cứng k, khối lượng vật nhỏ m = 100g dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với phương trình \[{x_A} = A\sqrt 2 \cos \left( {2\pi ft} \right)\](cm) và \[{x_B} = A\cos \left( {2\pi ft} \right)\](cm) . Trục tọa độ Ox thẳng đứng hướng xuống. Tại thời điểm t1 độ lớn lực đàn hồi và lực kéo về tác dụng vào A lần lượt là 0,9 N, F1. Tại thời điểm t2 = t1 + 1/4f độ lớn lực đàn hồi và lực kéo về tác dụng vào B là 0,9 N và F2. Biết F2 < F1. Tại thời điểm t3, lực đàn hồi tác dụng vào vật B có độ lớn nhỏ nhất và tốc độ của vật B khi đó là 50 cm/s. Lấy g = 10m/s2. Giá trị của f gần với giá trị nào sau đây nhất?

A. 1,2 Hz

B. 1,5 Hz

C. 2,5 Hz

D. 3 Hz

* Đáp án

* Hướng dẫn giải

D

+Vì hai dao động cùng pha nên  xAAA=xBAB=> xA = 2xB

+Trọng lượng của vật P = mg = 1 N

+Ta có Fđh = Fhp  - P = Fhp  - 1 => Fhp = Fđh + 1

Tại t1 : Fhp1A = 0,9 + 1  = 1,9 N

Tại t2: Fhp2B  = -0,9 + 1 = 0,1 N

+Lại có Fhp2A =2Fhp2B =0,12N

+Áp dụng CT vuông pha  (1,9FhpAmax)2+(0,12FhpAmax)2=1FhpA max = 1,13  N

FhpB max  = 1,13/2 N

+Tại t3: Fđh min ở vị trí vận tốc khác 0 => AB > ∆l0

Lúc này lò xo có chiều dài tự nhiên => FhpB  = 1 N

ADCT vuông pha với v và Fhp  => VB max = 74,616 cm/s = gl0AB =gl0.1,347.∆l0

 =>  ∆l0 = 0,03 m => ω =gl0=> f = ω/2π ≈ 2,88 Hz

Copyright © 2021 HOCTAP247