Câu hỏi
Một con lắc lò xo trên mặt phẳng nằm ngang gồm lò xo nhẹ có độ cứng 2 N/m và vật nhỏ khối lượng 40 g. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,1. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị giãn 20 cm rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy \(g=10\,\,m/{{s}^{2}}\). Đến thời điểm tốc độ của vật bắt đầu giảm, thế năng của con lắc lò xo bằng bao nhiêu?
- A 39,6 mJ
- B 0,4 mJ
- C 40 mJ
- D 3,96 mJ
Phương pháp giải:
Tốc độ của vật bắt đầu giảm khi nó đi qua VTCB, ở vị trí có: \({{F}_{dh}}={{F}_{ms}}\)
Thế năng của con lắc: \({{\text{W}}_{t}}=\frac{1}{2}k\Delta {{l}^{2}}\)
Lời giải chi tiết:
Tốc độ của vật bắt đầu giảm khi nó ở vị trí:
\(\begin{gathered}
{F_{dh}} = {F_{ms}} \Rightarrow k\Delta l = \mu mg \hfill \\
\Rightarrow \Delta l = \frac{{\mu mg}}{k} = \frac{{0,1.0,04.10}}{2} = 0,02\,\,\left( m \right) = 2\,\,\left( {cm} \right) \hfill \\
\end{gathered} \)
Thế năng của con lắc khi đó:
\({{\text{W}}_{t}}=\frac{1}{2}k\Delta {{l}^{2}}=\frac{1}{2}.2.0,{{02}^{2}}={{4.10}^{-4}}\,\,\left( J \right)=0,4\,\,\left( mJ \right)\)
Chọn B.
Câu hỏi trước
