Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m được đặt

Câu hỏi số 329521:

Vận dụng

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100g và lò xo nhẹ có độ cứng 40N/m được đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Vật nhỏ đang nằm yên ở vị trí cân bằng, tại t = 0, tác dụng lực F = 2N lên vật nhỏ có phương trùng với trục của lò xo và có hướng sao cho lò xo có xi hướng bị giãn, cho con lắc dao động điều hòa đến thời điểm t = π/3 (s) thì ngừng tác dụng lực F. Dao động điều hòa của con lắc sau khi không còn lực F tác dụng có giá trị biên độ gần giá trị nào nhất sau đây?

A. 11cm

B. 7cm

C. 5cm

D. 9cm

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:329521

Phương pháp giải

Vị trí cân bằng là vị trí có hợp lực bằng 0

Hệ thức độc lập: ${{A}^{2}}={{x}^{2}}+\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}$

Lực đàn hồi F = kx

Chu kỳ dao động điều hòa của con lắc lò xo: $T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$

Giải chi tiết

Vị trí cân bằng khi chịu tác dụng của lực F = 2N, khi đó vật có li độ cách vị trí cân bằng khi không có lực tác dụng là: ${{x}_{0}}=\frac{F}{k}=\frac{2}{40}=0,05m=5cm$

Thời điểm t = 0 biên độ và chu kỳ dao động của vật là:

A = 5cm

$T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=\frac{\pi }{10}s\Rightarrow \omega =20rad/s$

Sau $t=\frac{\pi }{3}=\frac{10}{3}T=3T+\frac{T}{3}$ vật sẽ đi tới vị trí có x = A/2 = 2,5cm và vận tốc

$v=\frac{\omega A\sqrt{3}}{3}=50\sqrt{3}cm/s$

Khi ngừng tác dụng lực, vật sẽ dao động quanh VTCB O là vị trí lò xo không biến dạng. Lúc đó tọa độ của vật là x = 7,5cm và vận tốc là v

Biên độ dao động mới: ${{A}^{2}}={{x}^{2}}+\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}={{7,5}^{2}}+\frac{{{\left( 50\sqrt{3} \right)}^{2}}}{{{20}^{2}}}\Rightarrow A=8,66cm$

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.