Ở thời điểm tỉ số lực đàn hồi của lò xo L1 và L2 là 2 thì vật có li độ là ?

Bài toán
Người ta cắt 1 lò xo có độ cứng $k=20 \ \text{N}/\text{m}$ và chiều dài tự nhiên l =45cm thành hai lò xo L1= 15cm, L2=30cm rồi gắn chúng với vật m có khối lượng $m=360 \ \text{g}$ như hình vẽ. Lúc đầu giữ cho m ở vị trí sao cho L2 không biến dạng, lò xo L1 dãn 12cm, sau đó thả nhẹ cho vật dao động. Bỏ qua ma sát và lực cản. Cho g= $\pi ^{2}$ = 10m/$s^{2}$. Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống. Ở thời điểm tỉ số độ lớn lực đàn hồi của lò xo L1 và L2 bằng 2 thì vật có li độ là:
A. 1,6
B. 2
C. -1,6
D. -2
 

Attachments

  • Untitled.png
    Untitled.png
    5.4 KB · Đọc: 132
Bài toán
Người ta cắt 1 lò xo có độ cứng $k=20 \ \text{N}/\text{m}$ và chiều dài tự nhiên l =45cm thành hai lò xo L1= 15cm, L2=30cm rồi gắn chúng với vật m có khối lượng $m=360 \ \text{g}$ như hình vẽ. Lúc đầu giữ cho m ở vị trí sao cho L2 không biến dạng, lò xo L1 dãn 12cm, sau đó thả nhẹ cho vật dao động. Bỏ qua ma sát và lực cản. Cho g= $\pi ^{2}$ = 10m/$s^{2}$. Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống. Ở thời điểm tỉ số độ lớn lực đàn hồi của lò xo L1 và L2 bằng 2 thì vật có li độ là:
A. 1,6
B. 2
C. -1,6
D. -2
Mấy bài dạng này không có được thầy nào dạy nên mạnh bạo làm bừa vậy :D
Lời giải
Chọn chiều dương hướng xuống.
Áp dụng điều kiện cân bằng của vật, tại vị trí cân bằng ta có :
$k_{1}\Delta l_{1}=k_{2}\Delta l_{2}+mg$​
Lại có : $\Delta l_{1}+\Delta l_{2}=0,12\left(m\right)$ (do đây là độ biến dạng chung của cả cơ hệ). Từ đó tính được : $\Delta l_{1}=0,08m;\Delta l_{2}=0,04m$

Xét tỉ số độ lớn lực đàn hồi của lò xo $L_1$ và $L_2$, ta có :
$\dfrac{k_{1}\left(\Delta l_{1}+x \right)}{k_{2}\left(\Delta l_{2}-x \right)}=2\Rightarrow x=-2$​
 
Vì so với tổng chiều dài tự nhiên của 2 lò xo thì chiều dài mới sẽ lớn(nhỏ) hơn chính bằng tổng độ biến dạng dãn(nén) của các lò xo thành phần. Ta đang xét ở vị trí cân bằng nên $\Delta l_{1};\Delta l_{2}$ chính là độ biến dạng của 2 lò xo.
 
Mấy bài dạng này không có được thầy nào dạy nên mạnh bạo làm bừa vậy :D
Lời giải
Chọn chiều dương hướng xuống.
Áp dụng điều kiện cân bằng của vật, tại vị trí cân bằng ta có :
$k_{1}\Delta l_{1}=k_{2}\Delta l_{2}+mg$​
Lại có : $\Delta l_{1}+\Delta l_{2}=0,12\left(m\right)$ (do đây là độ biến dạng chung của cả cơ hệ). Từ đó tính được : $\Delta l_{1}=0,08m;\Delta l_{2}=0,04m$

Xét tỉ số độ lớn lực đàn hồi của lò xo $L_1$ và $L_2$, ta có :
$\dfrac{k_{1}\left(\Delta l_{1}+x \right)}{k_{2}\left(\Delta l_{2}-x \right)}=2\Rightarrow x=-2$​
$k_{1}\Delta l_{1}=k_{2}\Delta l_{2}+mg$ là chính xác vì trong quá trình dao động lò xo 2 luôn dãn hoặc ở trạng thái tự nhiên(khi vật ở biên dưới).. Kết quả chính xác rồi!
 

Quảng cáo

Back
Top