Câu hỏi

Một vật nặng có khối lượng \(m = 100\,\,g\), gắn vào một lò xo khối lượng không đáng kể, đầu kia treo vào một điểm cố định. Vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với tần số \(f = \dfrac{{10}}{\pi }\,\,Hz\). Lấy \(g = 10\,\,m/{s^2}\). Trong quá trình dao động, độ dài của lò xo lúc ngắn nhất là \(40\,\,cm\), lúc dài nhất là \(44\,\,cm\). Lực đàn hồi cực đại của lò xo có độ lớn là

  • A \(80\,\,N\)   
  • B \(1,8\,\,N\)  
  • C \(2,8\,\,N\)       
  • D \(3\,\,N\)

Phương pháp giải:

Tần số của con lắc lò xo: \(f = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{k}{m}}  = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{g}{{\Delta l}}} \)

Biên độ của con lắc: \(A = \dfrac{{{l_{\max }} - {l_{\min }}}}{2}\)

Độ lớn lực đàn hồi: \({F_{dh}} = k\Delta l\)

Lời giải chi tiết:

Tần số của con lắc là: \(f = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{g}{{\Delta l}}}  \Rightarrow \dfrac{{10}}{\pi } = \dfrac{1}{{2\pi }}\sqrt {\dfrac{{10}}{{\Delta l}}}  \Rightarrow \Delta l = 0,025\,\,\left( m \right)\)

Biên độ của dao động là: \(A = \dfrac{{{l_{\max }} - {l_{\min }}}}{2} = \dfrac{{44 - 40}}{2} = 2\,\,\left( {cm} \right) = 0,02\,\,\left( m \right)\)

Độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo là:

\(\begin{array}{l}{F_{dh\max }} = k.\Delta {l_{\max }} = m{\omega ^2}.\left( {\Delta l + A} \right) = m.4{\pi ^2}{f^2}.\left( {\Delta l + A} \right)\\ \Rightarrow {F_{dh\max }} = 0,1.4{\pi ^2}.{\left( {\dfrac{{10}}{\pi }} \right)^2}.\left( {0,025 + 0,02} \right) = 1,8\,\,\left( N \right)\end{array}\)

Chọn B.


Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Lí lớp 12 - Xem ngay