Một con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m dao động điều hòa. Gọi Wt và Wđ lần lượt là thế năng của lò xo và động năng của vật, W0 là cơ năng của con lắc lò xo. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng Wt và động năng Wđ của con lắc vào li độ x như hình. Cơ năng của con lắc bằng bao nhiêu J?

Một con lắc lò xo có độ cứng k = 100 N/m dao động điều hòa. Gọi Wt và Wđ lần lượt là thế năng của lò xo và động năng của vật, W0 là cơ năng của con lắc lò xo. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của thế năng Wt và động năng Wđ của con lắc vào li độ x như hình. Cơ năng của con lắc bằng bao nhiêu J?
Quảng cáo
Trả lời:

- Dựa vào đồ thị: Tại \(x = 8\left( {cm} \right)\)ta có \({{\rm{W}}_d} = {{\rm{W}}_t} = \frac{{{{\rm{W}}_0}}}{2}\)
- Do đó: \(\left| x \right| = \frac{A}{{\sqrt 2 }} \Leftrightarrow A = 8\sqrt 2 \left( {cm} \right)\)
- Cơ năng của con lắc: \[{{\rm{W}}_0} = \frac{1}{2}k{A^2} = 0,64\left( J \right)\]
Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay
- Sách - Sổ tay kiến thức trọng tâm Vật lí 11 VietJack - Sách 2025 theo chương trình mới cho 2k8 ( 45.000₫ )
- Trọng tâm Sử, Địa, GD KTPL 11 cho cả 3 bộ Kết nối, Chân trời, Cánh diều VietJack - Sách 2025 ( 38.000₫ )
- Sách lớp 11 - Trọng tâm Toán, Lý, Hóa, Sử, Địa lớp 11 3 bộ sách KNTT, CTST, CD VietJack ( 52.000₫ )
- Sách lớp 10 - Combo Trọng tâm Toán, Văn, Anh và Lí, Hóa, Sinh cho cả 3 bộ KNTT, CD, CTST VietJack ( 75.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
a) \[{\rm{W}} = {{\rm{W}}_d}_{\max } = 200\left( {mJ} \right)\]
b) Khi vật có li độ bằng 2 cm thì động năng bằng 0 nên thế năng có giá trị lớn nhất.
c) \({{\rm{W}}_{{\rm{dmax}}}} = \frac{1}{2}mv_{\max }^2 \Leftrightarrow {v_{\max }} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\left( {m/s} \right)\)
d) Tại \(x = 1\left( {cm} \right)\), \({{\rm{W}}_d} = 150\,\left( {mJ} \right)\). Suy ra \[{{\rm{W}}_t} = {\rm{W}} - {{\rm{W}}_d} = 50\left( {mJ} \right)\]
Lời giải
a) Ta có \[\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{2} = \pi (rad/s)\]
Lúc t = 0, x = A vật ở biên dương nên \[\varphi = 0\]
Phương trình dao động của vật là \(x = 10\cos \left( {\pi t} \right)\,cm\)
b) \[{a_{\max }} = {\omega ^2}A = {\pi ^2}.10 = 100(cm/{s^2})\]
c) \[v = \omega \sqrt {{A^2} - {x^2}} = \pi \sqrt {{{10}^2} - {{(5\sqrt 3 )}^2}} = 5\pi \](cm/s)
d) Lúc t = 0 thì x = A, khi x = 5 = A/2. Thời gian ngắn nhất vật đi từ A đến A/2 là T/6 = 2/6 =1/3 (s)
Câu 3
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.
Câu 4
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.
Câu 5
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.
Câu 6
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.