Câu hỏi
Con lắc lò xo gồm một vật nhỏ có khối lượng 250g và lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m dao động điều hoà dọc theo trục Ox với biên độ 4cm. Khoảng thời gain ngắn nhất để vận tốc của vật có giá trị từ – 40cm/s đến \(40\sqrt 3 cm/s\) là
- A π/120 (s)
- B π/20 (s)
- C π/60 (s)
- D π/40 (s)
Phương pháp giải:
Sử dụng vòng tròn lượng giác
Lời giải chi tiết:
Tần số góc: \(\omega = \sqrt {{k \over m}} = 2\pi \sqrt {{{100} \over {0,25}}} = 20(rad/s)\)
Vận tốc cực đại: \({v_{m{\rm{ax}}}} = \omega A = 20.4 = 80(cm/s)\)
Biểu diễn trên đường tròn lượng giác cho vận tốc ta có:
=> Góc quét được: ∆α = π/2 (rad)
=> Khoảng thời gian ngắn nhất để vận tốc của vật có giá trị từ -40cm/s đến \(40\sqrt 3 cm/s\) là:
\(\Delta t = {{\Delta \alpha } \over \omega } = {\pi \over {2.20}} = {\pi \over {40}}s\)
Chọn D