Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà dọc theo trục ox

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hoà dọc theo trục ox theo phương thẳng đứng, đồ thị biểu diễn lực đàn hồi tác dụng lên vật biến đổi theo thời gian như hình vẽ. Biết biên độ dao động của vật bằng 10 cm. Chọn chiều dương trục ox thẳng đứng hướng lên. lấy g = 10 m/s2 \(\approx \) π2 m/s2. Tốc độ dao động của vật tại thời điểm t1

A. \(10\pi \,\ cm/s\)

B. \(10\pi \sqrt{3}\,cm/s\)

C. \(20\pi \ cm/s\)

D. \(10\pi \sqrt{2}\ cm/s\)

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Nhận thấy biên độ dao động A nhỏ hơn độ biến dạng tĩnh của lò xo.

Từ đồ thị ta có

\(\frac{{{F}_{dh(m\text{ax)}}}}{{{F}_{dh(\min )}}}=\frac{\Delta {{\ell }_{0}}+A}{\Delta {{\ell }_{0}}-A}=\frac{7}{3}=>4\Delta {{\ell }_{0}}=10A=>\Delta {{\ell }_{0}}=25cm=>\omega =\sqrt{\frac{g}{\Delta {{\ell }_{0}}}}=2\pi \ rad/s\)

Lực đàn hồi tại thời điểm t1 là: 

\({{\text{F}}_{\text{dh1}}}\text{=k( }\!\!\Delta\!\!\text{ }{{\text{l}}_{\text{0}}}\text{-x)=}\frac{{{\text{F}}_{\text{dh1}}}}{{{F}_{dhmax}}}=\frac{4}{7}=\frac{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }{{\text{l}}_{\text{0}}}\text{-x}}{\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }{{\text{l}}_{\text{0}}}\text{+A}}=>x=5\ cm=>v=\omega \sqrt{{{A}^{2}}-{{x}^{2}}}=10\pi \sqrt{3}cm/s\)

Copyright © 2021 HOCTAP247