Một con lắc lò xo có khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m, dao động trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Kéo vật khỏi vị trí cân bằng 3 cm, tại đó truyền cho vật vận tốc bằng \(30\pi \sqrt 3 \,\,cm/s\) theo chiều hướng ra xa vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc vật được truyền vận tốc. Lấy \({\pi ^2} = 10\). Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi vật bắt đầu dao động điều hoà đến khi lò xo bị nén cực đại là
Câu 367944: Một con lắc lò xo có khối lượng m = 100 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m, dao động trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Kéo vật khỏi vị trí cân bằng 3 cm, tại đó truyền cho vật vận tốc bằng \(30\pi \sqrt 3 \,\,cm/s\) theo chiều hướng ra xa vị trí cân bằng. Chọn gốc thời gian là lúc vật được truyền vận tốc. Lấy \({\pi ^2} = 10\). Khoảng thời gian ngắn nhất kể từ khi vật bắt đầu dao động điều hoà đến khi lò xo bị nén cực đại là
A. \(\frac{1}{{10}}\,\,s\)
B. \(\frac{2}{{15}}\,\,s\)
C. \(\frac{4}{{15}}\,\,s\)
D. \(\frac{1}{{15}}\,\,s\)
Công thức độc lập với thời gian: \({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\) và tần số góc của dao động: \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} \)
Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: \(\Delta t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega }\)
-
Đáp án : B(31) bình luận (0) lời giải
Giải chi tiết:
Tần số góc của dao động: \(\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{{100}}{{0,1}}} = 10\pi \,\,\left( {rad/s} \right)\)
Áp dụng công thức độc lập với thời gian tại thời điểm \({t_0}\), ta có:
\({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2} \Rightarrow {3^2} + \frac{{{{\left( {30\pi \sqrt 3 } \right)}^2}}}{{{{\left( {10\pi } \right)}^2}}} = {A^2} \Rightarrow A = 6\,\,\left( {cm} \right)\)
Nhận xét: Lò xo bị nén cực đại khi ở biên âm.
Ta có vòng tròn lượng giác:
Từ VTLG, ta thấy từ thời điểm t = 0 đến khi vật đến vị trí biên âm, vật quay được góc \(\frac{{4\pi }}{3}\,\,rad\)
Thời điểm lò xo bị nén cực đại là: \(t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega } = \frac{{\frac{{4\pi }}{3}}}{{10\pi }} = \frac{2}{{15}}\,\,\left( s \right)\)
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