Con lắc lò xo treo thẳng đứng với biên độ 8 cm. Khoảng thời gian từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lúc lực đàn hồi cực tiểu là \(\frac{{\text{T}}}{{\text{3}}}\), với T là chu kì dao động của con lắc. Tốc độ của vật nặng khi nó cách vị trí thấp nhất 2 cm, lấy \(g = {\pi ^2}\,\,m/{s^2}\) là
Câu 367453: Con lắc lò xo treo thẳng đứng với biên độ 8 cm. Khoảng thời gian từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lúc lực đàn hồi cực tiểu là \(\frac{{\text{T}}}{{\text{3}}}\), với T là chu kì dao động của con lắc. Tốc độ của vật nặng khi nó cách vị trí thấp nhất 2 cm, lấy \(g = {\pi ^2}\,\,m/{s^2}\) là
A. 83,12 cm/s
B. 106,45 cm/s
C. 87,66 cm/s
D. 57,37 cm/s
Quảng cáo
Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: \(\Delta \varphi = \omega .\Delta t\)
Áp dụng công thức độc lập với thời gian: \({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\)
-
Đáp án : A(58) bình luận (0) lời giải
Giải chi tiết:
+ Trường hợp 1: Ở VTCB, lò xo giãn một đoạn \(\Delta l > A\), lực đàn hồi cực tiểu khi vật ở vị trí cao nhất, lực đàn hồi cực đại khi vật ở vị trí thấp nhất.
Khoảng thời gian từ lúc lực đàn hồi cực đại đến lúc lực đàn hồi cực tiểu là \(\frac{T}{2}\) (loại)
+ Trường hợp 2: Ở VTCB, lò xo giãn một đoạn \(\Delta l \le A\), lực đàn hồi cực tiểu tác dụng lên vật bằng 0, lực đàn hồi cực đại khi vật ở vị trí thấp nhất.
Biểu diễn trên đường tròn lượng giác, ta có:
Từ VTLG, ta thấy khi đi từ vị trí thấp nhất đến vị trí \( - \Delta l\) trong thời gian \(\frac{T}{3}\), vật quét được góc:
\(\Delta \varphi = \omega .\Delta t = \frac{{2\pi }}{T}.\frac{T}{3} = \frac{{2\pi }}{3}\,\,\left( {rad} \right)\)
Xét tam giác AOH vuông tại H có:
\(\begin{array}{l}
OH = OA.\sin \widehat {HAO}\\
\Leftrightarrow \Delta l = A.\sin \frac{\pi }{6} = 8.\sin \frac{\pi }{6} = 4cm
\end{array}\)Tần số góc của dao động: \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{g}{{\Delta l}}} \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{{{\pi ^2}}}{{0,04}}} = 5\pi \,\,\left( {rad/s} \right)\)
Khi vật cách vị trí thấp nhất 2 cm, li độ của vật x = 6 cm.
Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có:
\({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2} \Leftrightarrow {6^2} + \frac{{{v^2}}}{{{{\left( {5\pi } \right)}^2}}} = {8^2} \Rightarrow v = 83,12\,\,\left( {cm/s} \right)\)
Lời giải sai Bình thường Khá hay Rất Hay
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com