Câu hỏi
Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên là \({l_0} = 20\,\,cm\), độ cứng của lò xo là \(k = 40\,\,N/m\). Treo vật nặng có khối lượng \(m = 0,1\,\,kg\) vào lò xo và kích thích cho lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ \(A = 5\,\,cm\). Xác định độ lớn lực đàn hồi cực đại, cực tiểu của lò xo trong quá trình dao động của vật.
- A \(3\,\,N;0,5\,\,N\)
- B \(3\,\,N;0N\)
- C \(2,5\,\,N;0,5\,\,N\)
- D \(2,5\,\,N;0\,\,N\)
Phương pháp giải:
Độ giãn của lò xo ở VTCB: \(\Delta l = \dfrac{{mg}}{k}\)
Lực đàn hồi của lò xo: \({F_{dh}} = k\Delta l\)
Lời giải chi tiết:
Ở VTCB, lò xo giãn một đoạn: \(\Delta l = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{0,1.10}}{{40}} = 0,025\,\,\left( m \right)\)
Độ biến dạng cực đại của lò xo là: \(\Delta {l_{\max }} = \Delta l + A = 0,025 + 0,05 = 0,075\,\,\left( m \right)\)
Độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo là:
\({F_{dh\max }} = k.\Delta {l_{\max }} = 40.0,075 = 3\,\,\left( N \right)\)
Do \(\Delta l < A \to \) con lắc dao động qua vị trí lò xo không biến dạng → độ biến dạng cực tiểu của lò xo là:
\(\Delta {l_{\min }} = 0\)
Độ lớn cực tiểu của lực đàn hồi là: \({F_{\min }} = k.\Delta {l_{\min }} = 40.0 = 0\,\,\left( N \right)\)
Chọn B.