Một lò xo có khối lượng không đáng kể, có hệ số đàn hồi k = 50N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn

39/40

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, có hệ số đàn hồi k = 50N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với chất điểm có khối lượng m₁ = 0,1 kg. Chất điểm m₁ được gắn với chất điểm thứ hai có khối lượng m₂ = 0,1 kg .Các chất điểm đó có thể dao động không ma sát trên trục Ox nằm ngang (gốc O ở vị trí cân bằng của hai vật) hướng từ điểm cố định giữ lò xo về phía các chất điểm m₁, m₂. Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo nén 4 cm rồi buông nhẹ. Bỏ qua sức cản của môi trường. Hệ dao động điều hòa. Lấy π2=10. Gốc thời gian chọn khi buông vật. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến 1 N. Thời điểm mà m₂ bị tách khỏi m₁là

π5 s

π10 s

0,4 s

0,2 s

Giải thích

Giả sử tại thời điểm vật m₂ bắt đầu rời khỏi m₁ thì ly độ của hai vật là x.

Áp dụng định luật II Niu-tơn cho m₁, ta có:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, có hệ số đàn hồi k = 50N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn (ảnh 1)

Theo bài ta có: x=F21k−m1ω2=F21k−m1km1+m2=150−0,1.500,1+0,1=0,04m

Vậy khi vật m₂ bị bong ra khỏi m₁ thì 2 vật đang ở vị trí biên dương.

Chu kì : T=2πm1+m2k=2π0,1+0,150=0,4s

Thời gian cần tìm:

Một lò xo có khối lượng không đáng kể, có hệ số đàn hồi k = 50N/m được đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn (ảnh 2)