Dao động của con lắc lò xo treo thẳng đứng là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Chọn chiều dương hướng xuống. Hình bên là

35/40

Dao động của con lắc lò xo treo thẳng đứng là tổng hợp của hai dao động điều hòa cùng phương. Chọn chiều dương hướng xuống. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của vận tốc v1 và v2 của hai dao động thành phần theo thời gian. Biết độ lớn của lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng của con lắc tại thời điểm t=0,4s là 0,3 N. Lấy g=π2m/s². Cơ năng của con lắc bằng

0,085 J.

0,194 J.

0,162 J.

0,117 J.

Giải thích

Chọn D.

Từ đồ thị, ta thấy có

ω=10π3rad/s → Δl0=9cm

v1=30πcos10π3t+π2cm/s → x1=9cos10π3tcm

v2=40πcos10π3t−π6cm/s → x2=12cos10π3t−2π3cm

Biên độ dao động của vật

A=92+122+2.9.12cos2π3=313cm

Tại t=0,4s thì

x1=−4,5cm và x2=−6 cm

x=−4,5+−6=−10,5cm

Lực đàn hồi tác dụng vào vật

Fdh=kΔl0+x

→ k=FdhΔl0+x

k=0,39.10−2+−10,5.10−2=20N/m

Cơ năng của vật

E=12.20.313.10−22=0,117J