14 bài tập Chủ đề 1. Dao động có lời giải

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I cố định, quả cầu có khối lượng \(100{\rm{\;g}}\).

6/14

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I cố định, quả cầu có khối lượng \(100{\rm{\;g}}\). Con lắc dao động điều hoà theo phương trình \({\rm{x}} = 4{\rm{cos}}10\sqrt {5{\rm{t}}} \left( {{\rm{cm}}} \right)\) với \({\rm{t}}\) tính theo giây. Lấy \({\rm{g}} = 10{\rm{\;m}}/{{\rm{s}}^2}\). Tính độ lớn lực đàn hồi lớn nhất và nhỏ nhất do lò xo tác dụng lên điểm I.

0/3000 ký tự
Giải thích

Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng: \({\rm{\Delta }}{\ell _0} = \frac{{\rm{g}}}{{{\omega ^2}}} = \frac{{10}}{{500}} = 2{\rm{\;cm}}\)

Biên độ dao động \(A = 4{\rm{\;cm}}\)

Do \(A > {\rm{\Delta }}{\ell _0}\) nên \({F_{{\rm{min}}}} = 0\) (lúc lò xo không biến dạng).

Độ cứng của lò xo: \(k = \frac{{mg}}{{{\rm{\Delta }}{\ell _0}}} = \frac{{0,1 \cdot 10}}{{0,02}} = 50{\rm{\;N/m}}\)

Lực đàn hồi cực đại \({F_{{\rm{max}}}} = k\left( {{\rm{\Delta }}{\ell _0} + A} \right) = 50.0,06 = 3{\rm{\;N}}{\rm{.}}\)