Một con lắc lò xo, vật nhỏ dao động có khối lượng

35/40

Một con lắc lò xo, vật nhỏ dao động có khối lượng m =100g dao động điều hòa theo phương trùng với trục của lò xo. Biết đồ thị phụ thuộc vận tốc theo thời gian của vật như hình vẽ. Lấyπ2≈10. Lực kéo về tại thời điểm 113⁢s có giá trị là Một con lắc lò xo, vật nhỏ dao động có khối lượng (ảnh 1)

0,123N.

0,5N.

10N.

0,2N.

Giải thích

Phương pháp:

Biểu thức lực kéo về: F = −kx

Cách giải:

Từ đồ thị thì ta thấy khoảng thời gian kể từ khi vật bắt đầu chuyển động ở vị trí v=vmax2→vmax

⇒t=T4+T6=13s⇔5⁢T12=13⇒T=0,8s⇒ω=2,5π(rad/s)⇒A=Vmaxω=10⁢π2,5⁢π=4⁢c⁢m

Tại vị trí v=vmax2 vật đang chuyển động về phía giá trị vân tốc cực đại ⇒φv=-π3

Mà vận tốc nhanh pha hơn li độ một góc π2⇒φx=-5⁢π6⇒x=4⁢cos⁡(2,5⁢π⁢t-5⁢π6)⁢c⁢m

Độ lớn lực kéo về tại thời điểm 113⁢s là:

F=-kx=-mω2x=-0,1.(2,5π)2.0,04.cos(2,5⁢π⁢ ⋅113-5⁢π6)=0,123337⁢N

Chọn A.