Câu hỏi:

19/08/2025 158 Lưu

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I cố định, quả cầu có khối lượng \(100{\rm{\;g}}\). Con lắc dao động điều hoà theo phương trình \({\rm{x}} = 4{\rm{cos}}10\sqrt {5{\rm{t}}} \left( {{\rm{cm}}} \right)\) với \({\rm{t}}\) tính theo giây. Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\). Tính độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất do lò xo tác dụng lên điểm I.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng: \({\rm{\Delta }}{\ell _0} = \frac{{\rm{g}}}{{{\omega ^2}}} = \frac{{10}}{{500}} = 2{\rm{\;cm}}\)

Biên độ dao động \(A = 4{\rm{\;cm}}\)

Do \(A > {\rm{\Delta }}{\ell _0}\) nên \({F_{{\rm{min}}}} = 0\) (lúc lò xo không biến dạng).

Độ cứng của lò xo: \(k = \frac{{mg}}{{{\rm{\Delta }}{\ell _0}}} = \frac{{0,1 \cdot 10}}{{0,02}} = 50{\rm{\;N/m}}\)

Lực đàn hồi cực đại \({F_{{\rm{max}}}} = k\left( {{\rm{\Delta }}{\ell _0} + A} \right) = 50.0,06 = 3{\rm{\;N}}{\rm{.}}\)

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Tần số góc: \[\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi \,\,rad/s\]

a) Biên độ \(A = \frac{{{\ell _{\max }} - {\ell _{\min }}}}{2} = \frac{{0,24 - 0,2}}{2} = 0,02\;{\rm{m}}\)

b) Tốc độ cực đại: \({v_{\max }} = \omega A = 5\pi .0,02 = 0,3\;{\rm{m/s}}\)

Gia tốc cực đại: \({a_{\max }} = {\omega ^2}A = {\left( {5\pi } \right)^2}.0,02 = 5{\rm{\;m/}}{{\rm{s}}^{\rm{2}}}\)

c) Độ cứng của lò xo: \(k = \frac{{4{\pi ^2}m}}{{{T^2}}} = \frac{{4{\pi ^2}.0,2}}{{0,{4^2}}} = 49{\rm{\;N/m}}\)

Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là: \(\Delta {\ell _0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,2.9,8}}{{49}} = 0,04\;{\rm{m}}\)

Chiều dài của lò xo khi chưa biến dạng: \(\Delta {\ell _{\max }} = A + \Delta {\ell _0} = 0,02\; + 0,04\; = 0,06\;{\rm{m}}{\rm{.}}\)

Câu 2

A. \(x = 4\cos \left( {4\pi t + \frac{{5\pi }}{3}} \right)\,cm.\)         

B. \(x = 4\cos \left( {4\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\,cm.\)

C. \(x = 4\cos \left( {8\pi t - \frac{{5\pi }}{6}} \right)\,cm.\)  
D. \(x = 4\cos \left( {8\pi t + \frac{{5\pi }}{6}} \right)\,cm.\)

Lời giải

Tần số góc: \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{0,25}} = 8\pi \left( {rad/s} \right).\)

Tại thời điểm ban đầu:

\(\left\{ \begin{array}{l}x < 0\\v = 16\pi \,\left( {cm/s} \right)\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A\cos \varphi < 0\\ - \omega A\sin \varphi = 16\pi \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\cos \varphi < 0\\\sin \varphi = \frac{{16\pi }}{{ - 8\pi .4}} = - \frac{1}{2}\end{array} \right. \Rightarrow \varphi = - \frac{{5\pi }}{6}\left( {rad} \right).\)

Phương trình dao động: \(x = 4\cos \left( {8\pi t - \frac{{5\pi }}{6}} \right)\,cm.\) Chọn C.

Câu 4

A. \(v = 30\pi \cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{6}} \right)\)cm/s. 

B. \(v = 60\pi \cos \left( {10\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\)cm/s.

C. \(v = 60\pi \cos \left( {10\pi t - \frac{\pi }{6}} \right)\)cm/s.        
D. \(v = 30\pi \cos \left( {5\pi t - \frac{\pi }{3}} \right)\)cm/s.

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP