Cho cơ hệ như hình vẽ. Các vật có khối lượng m1=1 kg, m2=3 kg, lò xo
38/40
Cho cơ hệ như hình vẽ. Các vật có khối lượng m1=1 kg, m2=3 kg, lò xo lí tưởng có độ cứng k=100 N/m, hệ số ma sát giữa bề mặt với vật m1 là μ=0,25. Nâng vật m2 để lò xo ở trạng thái không biến dạng, đoạn dây vắt qua ròng rọc nối với m1 nằm ngang, đoạn dây nối m2 thẳng đứng. Cho rằng dây không dãn, bỏ qua khối lượng của dây nối và ròng rọc, lấy g=10 m/s2. Thả nhẹ m2, tốc độ cực đại mà vật m2 đạt được là
6,12 m/s
3,6 m/s
4,08 cm/s
1,375 m/s
Giải thích
Chọn D.
Ta có:
- m1 chịu tác dụng của ma sát → vận tốc chỉ có thể lớn nhất trong khoảng thời gian đầu.
- kể từ thời điểm thả vật m2 đến khi dây bị chùng, ta có thể xem chuyển động của hệ m1 và m2 là dao động điều hòa chịu thêm tác dụng của lực ma sát và lực kéo F→ với F=P2.
- Do đó:
- vị trí cân bằng của hệ F=Fms+Fdh→ Δl0=F-μm1gk=m2-μm1kg=3-0,25.110010=0,275m
tần số góc ω=km1+m2=1001+3=5 rad/s
ban đầu lò xo không biến dạng, kích thích bằng cách thả nhẹ → A=Δl0→ vmax=ωA=5.0,275=1,375 m/s