Hai con lắc lò xo giống nhau đều có khối lượng vật nhỏ là m và độ cứng K

Câu hỏi :

Hai con lắc lò xo giống nhau đều có khối lượng vật nhỏ là m và độ cứng K. Chúng dao động điều hòa cùng pha với chu kì 1s. Con lắc thứ nhất có biên độ 10cm, con lắc thứ có biên độ 5cm. Lấy mốc thế năng tại vị trí cân bằng và π2 = 10. Biết tại thời điểm t, con lắc thứ nhất có động năng 0,06 J và con lắc thứ hai có thế năng 0,005 J. Tính giá trị của m.

A. 100 g

B. 200 g

C. 400 g

D. 800 g

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Hai con lắc dao động cùng pha nên:  

\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{x_1} = 10\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)\\
{x_2} = 5\cos \left( {\omega t + \varphi } \right)
\end{array} \right.\\
 \Rightarrow {x_1} = 2{x_2}{W_{t1}} = 4{W_{t2}}
\end{array}\) 

+ Khi thế năng con lắc thứ 2 bằng 0,005J thì thế năng con lắc thứ nhất là:

\({W_{t1}} = 4{W_{t2}} = 4.0,005 = 0,02\left( J \right)\) 

+ Vậy cơ năng của con lắc thứ nhất là:

\({W_1} = {W_{d1}} + {W_{t1}} = 0,06 + 0,02 = 0,08J\) 

+ Cơ năng của con lắc thứ nhất:  

\(\begin{array}{l}
{W_t} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}A_1^2 = \frac{1}{2}m{\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)^2}A_1^2\\
 \Rightarrow m = \frac{{2{W_1}}}{{{{\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)}^2}A_1^2}} = 0,4kg
\end{array}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247