Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. H

Na Na

New member
Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng 100 g và lò xo có độ cứng 40 N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là 0,2. Lấy g = 10 $m/s^2$. Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị dãn 10,5 cm rồi buông nhẹ. Tốc độ lớn nhất vật nhỏ khi gia tốc của nó bằng không lần thứ 3 là
A. 1,4 m/s.
B. 2 m/s.
C. 1,8 m/s.
D. 1,6 m/s.
 
Ta có: $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=\sqrt{\frac{40}{0,1}}=20(rad/s)$
Khi vật ở VTCB: $k{{x}_{0}}=\mu mg\Rightarrow {{x}_{0}}=\frac{\mu mg}{k}=\frac{0,2.0,1.10}{40}={{5.10}^{-3}}(cm)=0,5(cm)$
Khi gia tốc bằng 0 lần thứ 1 , vật đang dao động điều hòa với biên độ: ${{\text{A}}_{\text{1}}}\text{= A- }{{\text{x}}_{\text{o}}}\text{=10}\text{,5 – 0}\text{,5 = 10 (cm)}$
Khi gia tốc bằng 0 lần thứ 2, vật đang dao động điều hòa với biên độ: ${{\operatorname{A}}_{2}}=A-3{{x}_{o}}=10,5-3.0,5=9(cm)$
Khi gia tốc bằng 0 lần thứ 3, vật đang dao động với biên độ: ${{A}_{3}}=A-5{{x}_{3}}=10,5-5.0,5=8(cm)$
Tốc độ lớn nhất vật nhỏ khi gia tốc của nó bằng không lần thứ 3 là: ${{v}_{3}}={{A}_{3}}.\omega =0,08.20=1,6(m/s)$