Một vật nhỏ được treo bằng một lò xo nhẹ vào trần nhà.

Câu hỏi :

Một vật nhỏ được treo bằng một lò xo nhẹ vào trần nhà. Vật được kéo xuống dưới một đoạn nhỏ rồi thả nhẹ. Sau đó vật thực hiện dao dộng điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì T. Đồ thị bên cho biết sự thay đổi khoảng cách từ vật đến trần nhà theo thời gian t. Biết chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 = 40 cm. Lấy g = 10 m/s2. Tốc độ dao động cực đại của vật gần nhất với giá trị nào sau đây:

A. 126,49 cm/s

B. 63,25 cm/s  

C. 94,87 cm/s  

D. 31,62 cm/s

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

+ Lúc đầu kéo vật xuống dưới một đoạn nhỏ rồi thả nhẹ Þ lúc t = 0 vật ở biên dưới nên chiều dài lò xo lúc này 1à lmax = 43 cm.

+ Sau thời gian T/2 Þ vật lên biên trên nên chiều dài lúc này là lmin = 39 cm.

+ Ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}
{\ell _{cb}} = \frac{{{\ell _{\max }} + {\ell _{\min }}}}{2} = 41\left( {{\rm{cm}}} \right)\\
A = \frac{{{\ell _{\max }} - {\ell _{\min }}}}{2} = 2\left( {{\rm{cm}}} \right)
\end{array} \right.\) 

+ Độ biến dạng của lò xo khi vật ở VTCB: \(\Delta {\ell _0} = {\ell _{cb}} - {\ell _0} = 1\) cm

+ Tần số góc của con lắc:

\(\omega  = \sqrt {\frac{g}{{\Delta {\ell _0}}}}  = \sqrt {\frac{{10}}{{0,01}}}  = \sqrt {1000} \) (rad/s)

+ Tốc độ dao động cực đại:

\({v_{\max }} = \omega A = \sqrt {1000} .2 = 63,25\)(cm/s)

Copyright © 2021 HOCTAP247