Cho cơ hệ như hình vẽ: lò xo rất nhẹ có độ cứng 100 N/m nối với vật m có khối lượng 1 kg , sợi dây rất nhẹ có chiều dài 2,5 cm và không giãn, một đầu sợi dây nối với lò xo, đầu còn lại nối với giá treo cố định. Vật m được đặt trên giá đỡ D và lò xo không biến dạng, lò xo luôn có phương thẳng đứng, đầu trên của lò xo lúc đầu sát với giá treo. Cho giá đỡ D bắt đầu chuyển động thẳng đứng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc có độ lớn là 5 m/s2. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/s2. Biên độ dao động của m sau khi giá đỡ D rời khỏi nó là
A. 15 cm.
B. 7,5 cm.
C. 10 cm.
D. 20 cm.
Lời giải của giáo viên
ToanVN.com
Giả sử m bắt đầu rời khỏi giá đỡ D khi lò xo dãn 1 đoạn là Δl,
Tại vị trí này ta có \(mg-k\Delta \ell =ma=>\Delta \ell =\frac{m(g-a)}{k}=5(cm)\)
Lúc này vật đã đi được quãng đường S = 2,5+5=7,5(cm)
Mặt khác quãng đường \(S=\frac{a.{{t}^{2}}}{2}=>t=\sqrt{\frac{2S}{a}}=\,\sqrt{\frac{2.7,5}{500}}=\frac{\sqrt{3}}{10}(s)\)
Tại vị trí này vận tốc của vật là: v=a.t = \(50\sqrt{3}\)(cm/s)
Độ biến dạng của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng là:
\(\Delta {{\ell }_{0}}=\frac{m.g}{k}=>\Delta {{\ell }_{0}}=10(cm)\)
=> li độ của vật m tại vị trí rời giá đỡ là x = - 5(cm).
Tần số góc dao động : \(\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{100}{1}}=10rad/s\)
Biên độ dao động của vật m ngay khi rời giá D là:
\(A=\sqrt{{{x}^{2}}+\frac{{{v}^{2}}}{{{\omega }^{2}}}}=\sqrt{{{5}^{2}}+{{(\frac{50\sqrt{3}}{10})}^{2}}}=10\ cm\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Cho mạch điện có sơ đồ như hình vẽ: Nguồn có điện trở trong r = 1Ω, R1 = 2Ω, R2 = 3Ω, R3 = 6Ω. Tỉ số cường độ dòng điện mạch ngoài khi K ngắt và khi K đóng là\(\frac{{{I}_{ngat}}}{{{I}_{dong}}}\) bằng.
Một máy phát điện xoay chiều một pha có 8 cặp cực, phần cảm là rôto quay với tốc độ 375vòng/phút. Tần số của suất điện động cảm ứng mà máy phát tạo ra là
Một nguồn âm điểm phát ra sóng âm theo mọi hướng trong một môi trường đồng tính, đẳng hướng. Tại một điểm M trong môi trường nhận được sóng âm. Nếu cường độ âm tại M tăng gấp 10 lần thì
Một vật dao động điều hòa, thương số giữa gia tốc và … có giá trị không đổi theo thời gian. Đại lượng còn thiếu trong dấu “…” là
Điện áp tức thời giữa hai đầu đoạn mạch có dạng \(\text{u=40}\sqrt{\text{2}}\text{cos}\left( \text{120 }\!\!\pi\!\!\text{ t-}\frac{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}{\text{3}} \right)\text{(V)}\). Điện áp tức thời có giá trị cực đại là
Phản ứng này tỏa ra hay thu vào bao nhiêu năng lượng?
Cho phản ứng \(_{17}^{37}Cl+\text{ }_{1}^{1}p\to \text{ }_{18}^{37}Ar+\text{ }_{0}^{1}n.\)
Biết \({{m}_{Ar}}=36,956889\text{ }u,\text{ }{{m}_{Cl}}=36,956563\text{ }u,\text{ }{{m}_{n}}=1,008665\text{ }u,\text{ }{{m}_{p}}=1,007276\text{ }u,\text{ }1\text{ }u=931,5\text{ }MeV/{{c}^{2}}\)
Cường độ dòng điện xoay chiều qua điện trở thuần biến thiên điều hoà chỉ cùng pha với điện áp giữa hai đầu điện trở trong trường hợp nào?
Một con lắc đơn dao động điều hòa tại nơi có gia tốc g = π2 m/s2 với tần số góc π rad/s. Chiều dài của con lắc đơn là
So với trong chân không thì bước sóng của ánh sáng đơn sắc trong môi trường có chiết suất n đối với ánh sáng đơn sắc này sẽ
Trong sơ đồ khối của một máy phát thanh vô tuyến đơn giản không có bộ phận nào sau đây?
Một bức xạ hồng ngoại truyền trong môi trường có chiết suất 1,4 thì có bước sóng 3 µm và một bức xạ tử ngoại truyền trong môi trường có chiết suất 1,5 có bước sóng 0,14 µm. Tỉ số năng lượng photôn 2 và photôn 1 là
Đặt điện áp \(\text{u=200}\sqrt{\text{2}}\text{cos100 }\!\!\pi\!\!\text{ t}\left( \text{V} \right)\) vào hai đầu mạch điện gồm cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm L=\(\frac{\text{1}}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{H}\) nối tiếp với tụ điện có điện dung \(\text{C=}\frac{\text{2}\text{.1}{{\text{0}}^{\text{-4}}}}{\text{ }\!\!\pi\!\!\text{ }}\text{F}\). Công suất tiêu thụ của mạch điện là
Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Gọi \(v\) là tốc độ của electron trên quỹ đạo K. Khi nhảy lên quỹ đạo N, electron có tốc độ bằng
Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng 100 N/m và vật nhỏ có khối lượng m. Tác dụng lên vật ngoại lực F = 20cos10πt (N) (t tính bằng s) dọc theo trục lò xo thì xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Lấy\({{\pi }^{2}}\) = 10. Giá trị của m là
Một sợi dây đàn hồi có hai đầu cố định. Trên dây đang có sóng dừng với 3 bụng sóng. Sóng truyền trên dây có bước sóng là 40 cm. Chiều dài sợi dây là