Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ lớn lực đàn hồi của lò xo

Câu hỏi :

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ lớn lực đàn hồi của lò xo biến đổi theo thời gian như hình vẽ bên. Lấy g = 10m/s2, p2 = 10. Cơ năng dao động của vật bằng

A. 0,54 J.

B. 0,18 J.

C. 0,38 J. 

D. 0,96 J.

* Đáp án

A

* Hướng dẫn giải

Lực đàn hồi của lò xo đạt cực đại ở biên dưới nên khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần lực đàn hồi cực đại là chu kì T. Từ đồ thị ta thấy T = 0,6 s.

Lực đàn hồi bằng 0 khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng.

Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian giữa 2 lần lực đàn hồi có độ lớn bằng 0 là:

\(\Delta t=0,4-0,2=0,2\left( s \right)=\frac{T}{3}\)

Góc quét tương ứng là: \(\Delta \varphi =\omega .\Delta t=\frac{2\pi }{T}.\frac{T}{3}=\frac{2\pi }{3}\)

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác, ta có: \(\Delta {{\ell }_{0}}=A\cos \frac{\pi }{3}=\frac{A}{2}\)

Chu kì của con lắc là: \(T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\sqrt{\frac{\Delta {{\ell }_{0}}}{g}}=0,6\left( s \right)\)

\(\Rightarrow 2\pi \sqrt{\frac{A}{2g}}=0,6\Rightarrow 2\sqrt{10}.\sqrt{\frac{A}{2.10}}=0,6\Rightarrow A=0,18\left( m \right)\)

Độ lớn lực đàn hồi cực đại là: \({{F}_{h\max }}=k\left( A+\Delta {{\ell }_{0}} \right)=k.\frac{3A}{2}\Rightarrow k.\frac{3.0,18}{2}=9\Rightarrow k=\frac{100}{3}\left( N\text{/}m \right)\)

Cơ năng của vật là: \(\text{W}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}=\frac{1}{2}.\frac{100}{3}.0,{{18}^{2}}=0,54\left( J \right)\).

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