Một con lắc đơn có chiều dài sợi dây 50 cm và khối lượng vật nặng M

Câu hỏi :

Một con lắc đơn có chiều dài sợi dây 50 cm và khối lượng vật nặng  M được treo vào điểm I. Một vật nặng có khối lượng m nối với vật M bằng  một sợi dậy và vắt qua ròng rọc tại điểm K. Ban đầu hệ cân bằng và các vật  đứng yên, sau đó đốt sợi dây giữa mM để vật M dao động điều hòa. Cho \(m=0,23M,IK=50~\text{cm v }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ }IK\) nằm ngang. Bỏ qua ma sát, lực cản, khối  lượng dây. Lấy \(g=9,8~\text{m}/{{\text{s}}^{2}}.\)Tốc độ dao động của điểm M khi qua vị trí dây  treo thẳng đứng bằng 

A. 32,5 cm/s

B. 39,2 cm/s 

C. 24,5 cm/s

D. 16,6 cm/s 

* Đáp án

B

* Hướng dẫn giải

Từ hình vẽ ta có: \(\beta ={{135}^{0}}-\frac{\alpha }{2}\)

Áp dụng định lý hàm số sin ta có: 

\(\frac{{{T}_{1}}}{\sin \alpha }=\frac{{{P}_{M}}}{\sin \beta }\leftrightarrow \frac{{{P}_{m}}}{\sin \alpha }=\frac{{{P}_{M}}}{\sin \left( {{135}^{0}}-\frac{\alpha }{2} \right)}\to \alpha =10,{{16}^{0}}\)

Khi ta đốt sợi dây con lắc đơn M sẽ dao động với biên độ góc \(\alpha ={{\alpha }_{0}}=10,{{16}^{0}}\)

Vận tốc khi M qua vị trí cân bằng 

\(v=\sqrt{2g\ell \left( 1-\cos {{\alpha }_{0}} \right)}=39,2~\text{cm}/\text{s}\)

Copyright © 2021 HOCTAP247