Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 100 g được treo vào đầu tự do

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 100 g được treo vào đầu tự do của một lò xo có độ cứng k = 20 N/m. Vật được đặt trên một giá đỡ nằm ngang tại vị trí lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a = 2m/s2. Lấy g =10 m/s2. Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật và giá đỡ gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 4cm

B. 3,6 cm

C. 3 cm 

D. 4,2 cm

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Chọn chiều dương hướng xuống

Ban đầu, tại vị trí cân bẳng O1, lò xo dãn một đoạn: l = mgk = 5cm 

Giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều hướng xuống lực quán tính F hướng lên  vị trí cân bằng khi có giá đỡ M là O2, với

Giá đỡ đi xuống đến vị trí O2, vật và giá đỡ sẽ cách nhau

Suy ra vật và giá đỡ có tốc độ:

Khi tách ra, vị trí cân bằng của vật là O1 vật có li độ: x = - 1 cm

Thời gian vật đi từ x = - 1 cm → x = A = 3 cm (lo xo có chiều dài lớn nhất lần đầu tiên) là

t  = 0,1351 s

Tính từ O2, giá đỡ M đi được quãng đường:

 s = vt+12at2 = 0,0723m=7,23 cm

 Suy ra, khoảng cách 2 vật là: d = 7,23 - (1 + 3)= 3,23 cm gần 3 cm nhất

Đáp án D

Copyright © 2021 HOCTAP247