Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250 g

38/40

Một con lắc lò xo nằm ngang gồm vật nhỏ có khối lượng m = 250 g và lò xo có độ cứng k = 100 N/m. Bỏ qua ma sát. Ban đầu, giữ vật ở vị trí lò xo nén 1 cm. Buông nhẹ vật, đồng thời tác dụng vào vật một lực F = 3 N không đổi có hướng dọc theo trục lò xo và làm lò xo giãn. Sau khoảng thời gian Δt=π40 s thì ngừng tác dụng F. Vận tốc cực đại của vật sau đó bằng

0,8 m/s.

2 m/s.

1,4 m/s.

1 m/s.

Giải thích

Đáp án D

Tần số góc và chu kì dao động ω=km=20 rad.s−1T=2πω=π10s

Dưới tác dụng của lực F vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới, tại vị trí này lò xo đã giãn một đoạn Δl0=Fk=3cm⇒A=1+3=4cm

Ta lưu ý rằng lực F chỉ tồn tại trong khoảng thời gian Δt=π40=T4⇒ vật đến vị trí cân bằng thì lực F ngừng tác dụng, tốc độ của vật khi đó là v0=ωA=80 cm/s

Khi không còn lực F tác dụng, vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng cũ, vậy tại vị trí lực F ngừng tác dụng thì li độ của vật so với vị trí cân bằng cũ là x0=Δl0v=v0⇒A'=Δl02+v0ω2=5cm

Tốc độ cực đại của vật vmax=ωA'=100 cm/s