Câu hỏi
Con lắc lò đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối lượng m và một lò xo nhẹ có độ cứng 100 (N/m) dao động điều hòa. Trong quá trình dao động chiều dài của lò xo biến thiên từ 22 (cm) đến 30 (cm). Khi vật cách vị trí biên 3 (cm) thì động năng của vật là.
- A 0,0375 (J).
- B 0,035 (J).
- C 0,045 (J).
- D 0,075 (J).
Phương pháp giải:
Chiều dài quỹ đạo của con lắc: L = 2A.
Áp dụng công thức độc lập với thời gian: \({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\) và định luật bảo toàn cơ năng: \({\rm{W}} = {{\rm{W}}_t} + {{\rm{W}}_d} = const\).
Lời giải chi tiết:
Chiều dài quỹ đạo của con lắc: \(L = 2A \Rightarrow A = \frac{L}{2} = \frac{{30 - 22}}{2} = 4\,\,cm\).
Vật cách vị trí biên 3 cm → \(x = \pm 1\,\,cm\).
Động năng của vật: \({{\rm{W}}_d} = W - {{\rm{W}}_t} = \frac{{k{A^2}}}{2} - \frac{{k{x^2}}}{2}\)
\( \Rightarrow {{\rm{W}}_d} = \frac{{100.0,{{04}^2}}}{2} - \frac{{100.0,{{01}^2}}}{2} = 0,075\,\,\left( J \right)\).
Chọn D.
Câu hỏi trước
