Cho hệ vật gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 10(N/m), vật M có khối lượng 20(g) được nối với vật N có khối lượng 70(g)

Câu hỏi :

Cho hệ vật gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 10(N/m), vật M có khối lượng 20(g) được nối với vật N có khối lượng 70(g) bằng một sợi dây không dãn vắt qua ròng rọc như hình bên. Bỏ qua mọi ma sát, bỏ qua khối lượng dây và ròng dọc. Ban đầu giữ M tại vị trí để lò xo không biến dạng, N ở xa mặt đất. Thả nhẹ M để cả hai vật cùng chuyển đọng, sau 0,2 (s) thì dây bị đứt. Sau khi dây đứt, M dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang với biên độ A. Lấy g=10 (m/s2) ( p2 » 10). Giá trị của A bằng

A. 10,1(cm).

B. 10,9(cm).

C. 12,1(cm).

D. 14(cm).

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Ta có: \(\Delta {\ell _{01}} = \frac{{{m_N}.g}}{k} = 7\left( {cm} \right)\)

- Ban đầu hệ dao động điều hòa với

\({A_1} = \Delta {\ell _{01}} = 7\left( {cm} \right)\)

\({\omega _1} = \sqrt {\frac{k}{{{m_N} + {m_N}}}} = \frac{{10\sqrt {10} }}{3}\)

- Sau thời gian 0,2(s):

\(\Delta \varphi = \omega .\Delta t = \frac{{2\pi }}{3}\)

\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {x_1} = 3,5\\ {v_1} = {\omega _1}{A_1}.\frac{{\sqrt 3 }}{2} = \frac{{35\sqrt {30} }}{3} \end{array} \right.\)

- Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l} {\omega _2} = \sqrt {\frac{k}{{{m_M}}}} = 10\sqrt 5 \\ \Delta {\ell _{02}} = 0 \end{array} \right.\)

\(\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {x_2} = {x_1} + \Delta {\ell _1} = 10,5\\ {v_2} = {v_1} = \frac{{35\sqrt {30} }}{3} \end{array} \right.\)

\({A_2} = \sqrt {x_2^2 + {{\left( {\frac{{{V_2}}}{{{\omega _2}}}} \right)}^2}} \approx 10,9\left( {cm} \right)\)

Copyright © 2021 HOCTAP247