Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Từ vị trí cân bằng, nâng vật nhỏ của con lắc theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo không biến dạng rồi buông ra, đồng thời truyền cho vật vận tốc có độ lớ

35/40

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng. Từ vị trí cân bằng, nâng vật nhỏ của con lắc theo phương thẳng đứng đến vị trí lò xo không biến dạng rồi buông ra, đồng thời truyền cho vật vận tốc có độ lớn v₀ hướng về vị trí cân bằng. Con lắc dao động điều hòa với tần số bằng 5 Hz. Lấy g = p² = 10m/s². Trong một chu kì, khoảng thời gian lực kéo về và lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên vật ngược hướng nhau bằng 120s. Giá trị của v₀ gần nhất với giá trị nào sau đây?

40 cm/s.

30 cm/s.

45 cm/s.

35 cm/s.

Giải thích

Chọn chiều dương hướng thẳng đứng xuống dưới.

Tại thời điểm t = 0:

x=−Δl0=−gω2=−g2πf2=−102π.52=−0,01m=−1cm;v=v0.

Ta có: α=ωΔt=10π.120=π2 .

Từ đường tròn, kết hợp giả thiết Δl0=A.cosπ4⇒A=2cmÞ .

⇒v=ωA2−x2=10π22−12=10π=31,4cm/s.