CLLX treo gồm lò xo có độ cứng 200 N/m, quá cầu M có khối lượng 1 kg

Câu hỏi :

CLLX treo gồm lò xo có độ cứng 200 N/m, quá cầu M có khối lượng 1 kg đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ 12,5 cm. Khi quả cầu xuống đến vị trí thấp nhất thì có một vật nhỏ khối lượng 500 g bay theo phương trục lò xo, từ dưới lên với vận tốc v tới dính vào chặt vào M. Lấy g = 10 m/s2. Sau va chạm, hai vật dao dộng diều hòa. Biên độ dao động của hệ hai vật sau va chạm là 20cm. Tốc độ v có giá trị bằng:

A. 6 m/s

B. 3 m/s

C. 8 m/s

D. 12 m/s

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

+ Tốc độ của hệ vật sau va chạm là:    

\(V = \frac{{mv}}{{m + M}} = \frac{v}{3}\)  (1)

+ Sau va chạm vật m dính vào M nên VTCB của hệ bị dịch xuống đoạn:

\({x_0} = \frac{{mg}}{k} = 0,025\left( m \right) = 2,5\left( {cm} \right)\) 

+ Do đó, lúc va chạm hệ vật có li độ là:

\(x = {A_1} - {x_0} = 12,5 - 2,5 = 10\left( {cm} \right)\) 

+ Biên độ của hệ sau va chạm là:  

\(\begin{array}{l}
A_2^2 = {x^2} + \frac{{{V^2}}}{{\omega _2^2}} \Leftrightarrow A_2^2 = {x^2} + \frac{{{V^2}}}{{\frac{k}{{m + M}}}}\\
 \Leftrightarrow {20^2} = {10^2} + \frac{{{V^2}}}{{\frac{{200}}{{1,5}}}}\\
 \Rightarrow V = 200\left( {cm/s} \right)v = 3V = 600\left( {cm/s} \right) = 6\left( {m/s} \right)
\end{array}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247