Câu hỏi
Con lắc lò xo đặt nằm ngang, gồm vật nặng có khối lượng m và một lò xo nhẹ có độ cứng k = 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 dao động: L = 2A
Động năng của vật: \({{\text{W}}_{d}}=\text{W}-{{\text{W}}_{t}}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}-\frac{1}{2}k{{x}^{2}}\)
Lời giải chi tiết:
Chiều dài quỹ đạo dao động của vật: \(L={{l}_{\max }}-{{l}_{\min }}=30-22=8\,\,\left( cm \right)\)
Biên độ dao động của con lắc: \(A=\frac{L}{2}=\frac{8}{2}=4\,\,\left( cm \right)\)
Khi vật cách vị trí biên 3 cm, li độ của vật: \(x=\pm 1\,\,\left( cm \right)\)
Động năng của vật:
\({{\text{W}}_{d}}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}-\frac{1}{2}k{{x}^{2}}=\frac{1}{2}.100.0,{{04}^{2}}-\frac{1}{2}.100.0,{{01}^{2}}=0,075\,\,\left( J \right)\)
Chọn D.