Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hòa. Hình bên
40/40
Một con lắc lò xo treo thẳng đứng đang dao động điều hòa. Hình bên là đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa độ lớn lực đàn hồi của lò xo Fđh theo thời gian t. Lấy g=π² m/s². Mốc thế năng tại vị trí cân bằng. Cơ năng của con lắc là
15mJ
18mJ
9mJ
12mJ
Giải thích
Chọn D
Chọn chiều (+) hướng xuống (có thể chọn hướng lên): Fđh=kΔl0+x, do lực đàn hồi có giá trị 0 ⇒A>Δl0
Nhìn đồ thị:
+ Fđhbienduoi=kΔl0+x=1,8 NFđhbientren=kA−Δl0=0,6 N⇒Δl0+AA−Δl0=3→Δl0=A2=gω2
+ t=0→Fdh=kΔl0+x=1,2 N và lực đàn hồi có độ lớn đang tăng tức vật đang đi theo chiều dương và hướng về biên dương.
Ta có: ⇒kΔl0+AkΔl0+x=1,81,2=1,5→x=Δl0=A2 x= −3Δl0= −1,5A ⇒x=-1,5A (loại vì x>A).
0,1=T6+T4+T12→T=15 s→ω=10π (rad/s)→Δl0=A2=gω2=0,01 m⇒ A=0,02 m⇒k=60 N/mW=12kA2=0,012 J=12 mJ