Một con lắc lò xo gồm một quả cầu nhỏ có khối lượng m = 100g và lò xo có độ cứng k = 40 N/m. được treo thẳng đứng. Nâng quả cầu lên thẳng đứng lên bằng lực F = 0,8N cho đến khi quả cầu đứng yên rồi buông tay cho vật dao động. Lấy g = 10 m/ s 2 . Lực đàn hồi cực đại và cực tiểu tác dụng lên giá treo là
A. 1,8N; 0N
B. 1,0N; 0,2N
C. 0,8N; 0,2N
D. 1,8N; 0,2N
Đáp án D
+ Trọng lực của quả cầu: P = mg = 01.10 = 1 N
+ Ta có: P > F nên muốn quả cầu nằm cân bằng thì khi đó phải có chiều hướng lên và có độ lớn thỏa mãn:
F d h + F = P ⇒ F d h = P - F = 1 - 0.8 = 0,2 N
+ Độ giãn của lò xo tại vị trí bắt đầu thả vật: ∆ l = F d h k = 0 , 2 40 = 0 . 005 ( m ) = 0 , 5 ( c m )
+ Độ giãn của lò xo tại VTCB: ∆ l 0 = m g k = 1 40 = 0 . 025 ( m ) = 2 , 5 c m
+ Từ hình bên ta có: A = = ∆ l 0 - ∆ l = 0 , 025 - 0 , 005 = 0 , 02 m
+ Lực đàn hồi cực đại tác dụng lên giá treo:
F d h m a x = k ( ∆ l 0 + A ) = 40 ( 0 , 025 + 0 , 02 ) = 1 , 8 N
+ Do ∆ l 0 > A nên lực đàn hồi cực tiểu:
F d h m i n = k ( ∆ l 0 - A ) = 40 ( 0 , 025 - 0 , 02 ) = 0 , 2 N