Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25 N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m = 100 g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t 1 = 0 , 02 15 s thì điểm chính giữa của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy g = 10 m / s 2 , π 2 = 10 . Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm t 2 = t 1 + 0 , 07 s có độ lớn gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 45 cm/s.
B. 60 cm/s.
C. 90 cm/s.
D. 120 cm/s.
cm
cm/s
Chọn đáp án A
@ Lời giải:
Ban đầu lò xo giãn một đoạn Δl0, sau khoảng thời gian thả rơi lò xo và vật → lò xo co về trạng thái không biến dạng. Khi ta giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, con lắc sẽ dao động quanh vị trí cân bằng mới.
+ Khi giữ cố định điểm chính giữa của lò xo, phần lò xo tham gia vào dao động có độ cứng k = 2k0 = 50 N/m.
→ Tần số góc của dao động
→ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng mới
+ Ta chú ý rằng tại thời điểm t1 vật ở vị trí có li độ x = A 2 = 2 c m → sau khoảng thời gian Δt = t2 – t1 = 0,25T = 0,07 s vật đi vị trí có li độ x = 3 2 A