PHẦN III. Câu trắc nghiệm trả lời ngắn.

Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ dao động theo phương ngang với tần số góc 10 rad/s. Biết rằng khi động năng bằng thế năng (mốc ở vị trí cân bằng của vật) bằng nhau thì vận tốc vật có độ lớn bằng 0,6 m/s. Biên độ dao động của con lắc là bao nhiêu? (Đơn vị: cm).

Đáp án đúng là C

Ta có: \[{A^2} = x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}}} = x_2^2 + \frac{{v_2^2}}{{{\omega ^2}}} \to \omega  = \sqrt {\frac{{v_1^2 - v_2^2}}{{x_2^2 - x_1^2}}}  = \sqrt {\frac{{{{20}^2} - {{\left( {20\sqrt 3 } \right)}^2}}}{{{{\left( {8\sqrt 2 } \right)}^2} - {{\left( {8\sqrt 3 } \right)}^2}}}}  = 2,5\left( {rad/s} \right)\]

\[A = \sqrt {x_1^2 + \frac{{v_1^2}}{{{\omega ^2}}}}  = 16cm \to {v_{\max }} = A\omega  = 40\left( {cm/s} \right)\]

Ta có: \[v = \frac{{{v_{\max }}}}{2} = \frac{{A\omega }}{2}\]            

Động năng: \[{W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} = \frac{1}{2}m{\left( {\frac{{A\omega }}{2}} \right)^2} = \frac{1}{8}m{\omega ^2}{A^2} = \frac{1}{8}k{A^2}\]

Thế năng: \[{W_t} = W - {W_d} = \frac{1}{2}k{A^2} - \frac{1}{8}k{A^2} = \frac{3}{8}k{A^2}\]

Từ đó: \[\frac{{{W_t}}}{{{W_d}}} = 3\].