Cho cơ hệ như hình vẽ: lò xo rất nhẹ có độ cứng 100 N/m nối với vật m

Câu hỏi :

Cho cơ hệ như hình vẽ: lò xo rất nhẹ có độ cứng 100 N/m nối với vật m có khối lượng 1 kg , sợi dây rất nhẹ có chiều dài 2,5 cm và không giãn, một đầu sợi dây nối với lò xo, đầu còn lại nối với giá treo cố định. Vật m được đặt trên giá đỡ D và lò xo không biến dạng, lò xo luôn có phương thẳng đứng, đầu trên của lò xo lúc đầu sát với giá treo. Cho giá đỡ D bắt đầu chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn là 5 m/s2. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/s2. Biên độ dao động của m sau khi giá đỡ D rời khỏi nó là

A. 15 cm.  

B. 7,5 cm.

C. 10 cm.  

D. 20 cm.

* Đáp án

C

* Hướng dẫn giải

Giả sử m bắt đầu rời khỏi giá đỡ D khi lò xo dãn 1 đoạn là Δl,

Tại vị trí này ta có \(mg-k\Delta \ell =ma=>\Delta \ell =\frac{m(g-a)}{k}=5(cm)\)

Lúc này vật đã đi được quãng đường S = 2,5+5=7,5(cm)

Mặt khác quãng đường \(S=\frac{a.{{t}^{2}}}{2}=>t=\sqrt{\frac{2S}{a}}=\,\sqrt{\frac{2.7,5}{500}}=\frac{\sqrt{3}}{10}(s)\)

Tại vị trí này vận tốc của vật là: v=a.t = \(50\sqrt{3}\)(cm/s)

Độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là:

\(\Delta {{\ell }_{0}}=\frac{m.g}{k}=>\Delta {{\ell }_{0}}=10(cm)\)

=> li độ của vật m tại vị trí rời giá đỡ là x = - 5(cm).  

Tần số góc dao động : \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{100}{1}}=10rad/s\)

Biên độ dao động của vật m ngay khi rời giá D là:

 \(A=\sqrt{{{x}^{2}}+\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}}=\sqrt{{{5}^{2}}+{{(\frac{50\sqrt{3}}{10})}^{2}}}=10\ cm\)

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự Lớp 12

Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK