Câu hỏi
Một con lắc lò xo gồm quả cầu nhỏ khối lượng 500 g và lò xo có độ cứng 50 N/m. Cho con lắc dao động điều hòa trên phương nằm ngang. Tại thời điểm vận tốc của quả cầu là 0,1 m/s thì gia tốc của nó là \(\sqrt{3}\,\,m/{{s}^{2}}\). Cơ năng của con lắc là
- A 0,04 J
- B 0,05 J
- C 0,02 J
- D 0,01 J
Phương pháp giải:
Tần số dao động: \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}\)
Công thức độc lập với thời gian: \(\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}+\frac{{{a}^{2}}}{{{\omega }^{4}}}={{A}^{2}}\)
Cơ năng của vật: \(\text{W}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}\)
Lời giải chi tiết:
Tần số của con lắc: \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{50}{0,5}}=10\,\,\left( rad/s \right)\)
Ta có công thức độc lập với thời gian:
\(\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}+\frac{{{a}^{2}}}{{{\omega }^{4}}}={{A}^{2}}\Rightarrow \frac{{{10}^{2}}}{{{10}^{2}}}+\frac{{{\left( 100\sqrt{3} \right)}^{2}}}{{{10}^{4}}}={{A}^{2}}\Rightarrow A=2\,\,\left( cm \right)\)
Cơ năng của con lắc là: \(\text{W}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}=\frac{1}{2}.50.0,{{02}^{2}}=0,01\,\,\left( J \right)\)
Chọn D.