Một con lắc lò xo gồm một vật khối lượng 0,5 kg gắn vào đầu tự do của một lò xo nhẹ có độ cứng 20 N/m. Con lắc dao động theo trục Ox nằm ngang với biên độ dao động là 3 cm. Tính : Động năng và tốc độ của vật tại vị trí có li độ bằng 2,0 cm.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Cơ năng của con lắc
W = 1/2 .k A 2 = 1/2 .20. 3 . 10 - 2 2 = 9. 10 - 3 J
Tốc độ cực đại của con lắc là
Đáp án B
Phương trình động lực học cho vật theo phương ngang: F d h + N = m a , khi vật rời khỏi giá thì N = 0.
→ Δ l = m a k = 1.3 100 = 0 , 03 m
→ Vật sẽ rời giá chặn tại vị trí lò xo bị nén một đoạn 3 cm
+ Thời gian chuyển động của vật từ vị trí ban đầu đến khi rời khỏi giá t = 2 17 3 − 3 .10 − 2 3 = 2 15 s.
Vận tốc của vật khi rời khỏi giá chặn v = a t = 3 2 15 = 40 cm.
→ Biên độ dao động mới A = 3 2 + 40 10 2 = 5 cm.
Biên độ dao động của vật và chiều dài của lò xo khi chưa biến dạng.
A = ( l 1 - l 2 )/2 = (24 - 20)/2 = 2cm
l 0 = l 1 + A = 20 + 2 = 22cm
Đáp án C
Cơ năng của con lắc lò xo được xác định bởi biểu thức
giải
đổi 3cm=0,03m
a) cơ năng của con lắc lò xo
\(W=\frac{1}{2}.k.A^2=\frac{1}{2}.20.0,03^2=9.10^{-3}\left(J\right)\)
Tốc độ cực đại của con lắc là
\(W=\frac{1}{2}.m.v^2\Rightarrow v_{max}=\sqrt{\frac{2\text{W}}{m}}=\sqrt{\frac{2.9.10^{-3}}{0,5}}=0,19m/s\)
b) đổi 2cm=0,02m
Động năng của vật tại vị trí có li độ bằng 2 là
\(Wt=\frac{1}{2}.kx^2=\frac{1}{2}.20.0,02^2=4.10^{-3}\)
\(Wđ=\)\(W-\)\(Wt=9.10^{-3}-4.10^{-3}=5.10^{-3}\)
Tốc độ của vật tại vị trí có li độ bằng 2,0 cm.
\(v=\sqrt{\frac{2\text{W}\text{ }\text{đ}}{m}}=\sqrt{\frac{2.5.10^{-3}}{0,5}}=0,14\left(m/s\right)\)
Động năng của vật tại vị trí có li độ bằng 2 là
W t = 1/2 .k x 2 = 1/2 .20. 2 . 10 - 2 2 = 4. 10 - 3
W đ = W - W t = (9 - 4). 10 - 3 = 5. 10 - 3
Tốc độ của vật tại vị trí có li độ bằng 2,0 cm.