Câu hỏi
Một vật có khối lượng m treo vào một lò xo có độ cứng \({k_1}\) thì chu kì dao động của nó là \({T_1} = 1\,\,s\). Thay bằng lò xo có độ cứng \({k_2}\) thì chu kì dao động là \({T_2} = 0,9\,\,s\). Thay bằng một lò xo khác có độ cứng \(k = 3{k_1} + 2{k_2}\) thì chu kì dao động của lò xo là?
- A \(0,98\,\,s\)
- B \(0,43\,\,s\)
- C \(2,83\,\,s\)
- D \(0,85\,\,s\)
Phương pháp giải:
Chu kì của con lắc lò xo: \(T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} \)
Lời giải chi tiết:
Chu kì của con lắc khi treo vào từng lò xo là:
\(\left\{ \begin{array}{l}{T_1} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{{k_1}}}} \Rightarrow {k_1} = \dfrac{{4{\pi ^2}m}}{{{T_1}^2}}\\{T_2} = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{{{k_2}}}} \Rightarrow {k_1} = \dfrac{{4{\pi ^2}m}}{{{T_2}^2}}\end{array} \right. \Rightarrow 3{k_1} + 2{k_2} = 4{\pi ^2}m.\left( {\dfrac{3}{{{T_1}^2}} + \dfrac{2}{{{T_2}^2}}} \right)\)
Khi thay bằng lò xo có độ cứng k, chu kì của con lắc mới là:
\(\begin{array}{l}T = 2\pi \sqrt {\dfrac{m}{k}} \Rightarrow k = \dfrac{{4{\pi ^2}m}}{{{T^2}}} = 3{k_1} + 2{k_2} \Rightarrow \dfrac{1}{{{T^2}}} = \dfrac{3}{{{T_1}^2}} + \dfrac{2}{{{T_2}^2}}\\ \Rightarrow \dfrac{1}{{{T^2}}} = \dfrac{3}{{{1^2}}} + \dfrac{2}{{0,{9^2}}} \Rightarrow T \approx 0,43\,\,\left( s \right)\end{array}\)
Chọn B.