a) Độ dãn của lò xo khi ở vị trí cân bằng là:

$\delta l=\dfrac{mg}{k}$

$\Rightarrow k=\dfrac{mg}{\delta l}=40 N/m$

Tần số góc dao động:

$\omega=\sqrt{\dfrac{k}{m}}=20 rad/s$

Biên độ dao động của vật:

$A=\sqrt{x_0^2+(\dfrac{v}{\omega})^2}=4cm$

Pha ban đầu của vật:

$\varphi=arccos \dfrac{-2}{4}=\dfrac{2\pi}{3}$

Phương trình dao động của vật:

$x=4\cos(20t+\dfrac{2\pi}{3}) cm$

Cơ năng của vật:

$W=\dfrac{1}{2}kA^2=0,032J$

b) Thế năng và động năng của vật:

$W_t=\dfrac{1}{2}kx^2=8.10^{-3}J$

$W_đ=\dfrac{1}{2}k(A^2-x^2)=0,024J$

c) Lực đàn hồi cực đại khi độ dãn lớn nhất:

$F_{max}=k(A+\delta l)=2,6N$

Lực đàn hồi cực tiểu khi độ dãn nhỏ nhất:

$F_{min}=k.0=0N$

Đáp án + Giải thích các bước giải: