Con lắc lò xo gồm vật \(m = 400{\rm{ g}}\) dao động điều hòa. Tại thời điểm vật qua vị trí có li độ \(x = 2\sqrt 3 {\rm{ cm}}\) thì thế năng bằng \(3\) lần động năng. Biết tốc độ cực đại \({v_{\max }} = 40{\rm{ cm/s}}\). Tính độ cứng \(k\) của lò xo theo đơn vị \({\rm{N/m}}\).

Câu hỏi trong đề: Các dạng bài tập Động năng. Thế năng. Sự chuyển hóa giữa động năng và thế năng trong dao động điều hòa lớp 11 (có lời giải) !!

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Đáp án:

Đáp án: 40

\({W_t} = 3{W_d} \Rightarrow W = \frac{4}{3}{W_t} \Rightarrow \frac{1}{2}k{A^2} = \frac{4}{3} \cdot \frac{1}{2}k{x^2} \Rightarrow |x| = \frac{{A\sqrt 3 }}{2}\).

Do \(x = 2\sqrt 3 {\rm{ cm}} \Rightarrow A = 4{\rm{ cm}} = 0,04{\rm{ m}}\).

Ta có \({v_{\max }} = \omega A \Rightarrow \omega = \frac{{{v_{\max }}}}{A} = \frac{{0,4}}{{0,04}} = 10{\rm{ rad/s}}\).

Độ cứng \(k = m{\omega ^2} = 0,4 \cdot {10^2} = 40{\rm{ N/m}}\).

Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay

Các sản phẩm khác của Vietjack:

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một con lắc đơn có khối lượng \(m = 200{\rm{ g}}\), dao động điều hòa với cơ năng \(W = 16{\rm{ mJ}}\). Tại vị trí con lắc có động năng bằng thế năng, tốc độ của vật bằng bao nhiêu \({\rm{cm/s}}\)?

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án:

28,28

Đáp án: 28,28

\({W_d} = {W_t} \Rightarrow {W_d} = \frac{W}{2} = \frac{{16}}{2} = 8{\rm{ mJ}} = 0,008{\rm{ J}}\).

\({W_d} = \frac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow 0,008 = \frac{1}{2} \cdot 0,2 \cdot {v^2} \Rightarrow {v^2} = 0,08 \Rightarrow v = \sqrt {0,08} \approx 0,2828{\rm{ m/s}} = 28,28{\rm{ cm/s}}\).

Câu 2

Một con lắc đơn có chiều dài \(l = 1{\rm{ m}}\), vật nặng \(m = 100{\rm{ g}}\) dao động điều hòa tại nơi có \(g = 10{\rm{ m/}}{{\rm{s}}^2}\) với biên độ góc \({\alpha _0} = 0,1{\rm{ rad}}\). Tính thế năng của con lắc tại vị trí có góc lệch \(\alpha = 0,05{\rm{ rad}}\) theo đơn vị milliJoule (\({\rm{mJ}}\)).

Xem đáp án

Lời giải

Đáp án:

1,25

Đáp án: 1,25

\({W_t} = \frac{1}{2}mgl{\alpha ^2} = \frac{1}{2} \cdot 0,1 \cdot 10 \cdot 1 \cdot {(0,05)^2} = 0,00125{\rm{ J}} = 1,25{\rm{ mJ}}\).

Câu 3