Một lò xo treo thẳng đứng có độ cứng 10 N/m và chiều dài tự nhiên

17/47

Một lò xo treo thẳng đứng có độ cứng 10 N/m và chiều dài tự nhiên 10 cm. Treo vào đầu dưới của lò xo một quả cân khối lượng 100 g, lấy g=10m/s2, bỏ qua khối lượng của lò xo. Giữ quả cân ở vị trí sao cho lò xo có chiều dài 5 cm thì thế năng tổng cộng của hệ (lò xo – quả nặng) với mốc thế năng tại vị trí cân bằng là

0,2625 J.

0,1125 J.

0,625 J.

0,02 J.

Giải thích

Chọn B.

Tại vị trí cân bằng (VTCB) lò xo dãn:

∆ℓ = mg/k = 0,1.10/10 = 0,1 m = 10 cm.

Khi đó chiều dài của lò xo là: ℓ = ℓ₀ + ∆ℓ = 20 cm.

Tại vị trí lò xo có chiều dài ℓ’ = 5 cm thì có độ biến dạng so với VTCB là:

|∆ℓ’| = ℓ - ℓ’ = 15 cm = 0,15 m.

Vậy thế năng tổng cộng của hệ bằng: