Câu hỏi
Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có độ cứng k = 50 N/m, vật có khối lượng m = 500 g. Từ vị trí cân bằng dời vật đoạn 12 cm theo phương lò xo rồi buông cho dao động điều hòa. Tính biên độ dao động của vật và lực đàn hồi cực tiểu tác dụng vào vật. Cho \({\text{g = 10 m/}}{{\text{s}}^2}\).
- A 12 cm; 1 N
- B 2 cm;4 N
- C 12 cm; 0 N
- D 2 cm; 5 N
Phương pháp giải:
Sử dụng công thức tính độ biến dạng của lò xo ở vị trí cân bằng: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k}\)
Độ lớn lực đàn hồi tác dụng vào vật: \({F_{dh}} = k.\Delta l\)
Áp dụng công thức độc lập với thời gian: \({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2}\)
Lời giải chi tiết:
Ở vị trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn: \(\Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,5.10}}{{50}} = 0,1\,\,\left( m \right) = 10\,\,\left( {cm} \right)\)
Ở thời điểm ban đầu, vật có vận tốc v = 0 và cách VTCB x = 12 cm.
Áp dụng công thức độc lập với thời gian, ta có:
\({x^2} + \frac{{{v^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2} \Leftrightarrow {12^2} + \frac{{{0^2}}}{{{\omega ^2}}} = {A^2} \Rightarrow A = 12\,\,\left( {cm} \right)\)
Nhận xét: \(A > \Delta {l_0}\) ,vậy trong quá trình dao động, vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng
Lực đàn hồi cực tiểu tác dụng lên vật: \({F_{dh}} = k.\Delta l = k.0 = 0\)
Chọn C.