Bài tập Năng lượng của con lắc lò xo, con lắc đơn lớp 11 (có lời giải)

Một vật khối lượng m = 400 g thực hiện dao động điều hòa. Đồ thị thế năng W_t theo thời gian t là một đường hình sin có giá trị cực đại 0,08J và chu kỳ biến t

17/30

Một vật khối lượng \(m = 400{\rm{ g}}\) thực hiện dao động điều hòa. Đồ thị thế năng \({W_t}\) theo thời gian \(t\) là một đường hình sin có giá trị cực đại \(0,08{\rm{ J}}\) và chu kỳ biến thiên của thế năng là \(T' = 0,2{\rm{ s}}\).

a

Chu kỳ dao động của vật \(T = 0,4{\rm{ s}}\).

ĐúngSai
b

Tần số góc dao động \(\omega = 5\pi {\rm{ rad/s}}\).

ĐúngSai
c

Biên độ dao động của vật \(A = 4{\rm{ cm}}\).

ĐúngSai
d

Động năng cực đại của vật là \(0,08{\rm{ J}}\).

ĐúngSai
Giải thích

a. Đúng. \(T = 2T' = 2 \cdot 0,2 = 0,4{\rm{ s}}\).

b. Đúng. \(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \frac{{2\pi }}{{0,4}} = 5\pi {\rm{ rad/s}}\).

c. Đúng. \(W = {W_{t\max }} = 0,08{\rm{ J}} = \frac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2} \Rightarrow 0,08 = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \cdot {(5\pi )^2}{A^2}\).

Với \({\pi ^2} = 10 \Rightarrow 0,08 = \frac{1}{2} \cdot 0,4 \cdot 250 \cdot {A^2} = 50{A^2} \Rightarrow {A^2} = 0,0016 \Rightarrow A = 0,04{\rm{ m}} = 4{\rm{ cm}}\).

d. Đúng. \({W_{d\max }} = W = 0,08{\rm{ J}}\).