Khi lò xo dãn cực đại lần đầu tiên thì 2 vật cách xa nhau một đoạn là:

NguyenMinhAnh

New Member
Bài toán
Một vật có khối lượng $m_1=125 \ \text{g}$ mắc vào lò xo nhẹ có độ cứng $k=200 \ \text{N}/\text{m}$ đầu kia của lò xo gắn chặt vào tường, vật và lò xo đặt trên mặt phẳng ngang không ma sát. Đặt vật thứ 2 có khối lượng $m_2=375 \ \text{g}$ sát với vật thứ nhất rồi đẩy chậm cả 2 vật cho lò xo nén lại 8cm. Khi thả nhẹ chúng ra, lò xo đẩy 2 vật chuyển động về 1 phía. Lấy$\ \pi ^2=10$, khi lò xo dãn cực đại lần đầu tiên thì 2 vật cách xa nhau một đoạn là:
A. $4\pi -8$cm.
B. $16$cm.
C. $2\pi -4$cm.
D. $4\pi -4$cm.
 
Lời giải
Khi qua vị trí cân bằng, vận tốc 2 vật là v
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho quá trình hai vật chuyển động từ vị trí lò xo bị nén đến khi hai vật qua vị trí cân bằng:
$\dfrac{k{\Delta l}^2}{2}=\dfrac{\left(m_1+m_2\right)v^2}{2}$
$\Rightarrow v=\sqrt{\dfrac{k}{m_1+m_2}}.\Delta l$(1)
Đến vị trí cân bằng, vật $m_1$ chuyển động chậm dần,$m_2$ chuyển động thẳng đều, hai vật tách ra, hệ con lắc lò xo chỉ còn $m_1$ gắn với lò xo.
Khi lò xo có độ dài cực đại thì $m_1$ đang ở vị trí biên, thời gian chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên là $\dfrac{T}{4}$
Khoảng cách của hai vật lúc này:
$\Delta x=x_2-x_1=v\dfrac{T}{4}-A$
$\Rightarrow \Delta x=v\dfrac{2\pi \sqrt m}{4\sqrt k}-\dfrac{v\sqrt m}{\sqrt k}$(2)
Từ (1) và (2) ta được: $\Delta x=\left(\dfrac{\pi }{2}-1\right)\sqrt{\dfrac{m_1}{m_1+m_2}}.\Delta l$
Thay số ta được: $\Delta x=\left(2\pi -4\right)cm$. Chọn C.
 
Last edited:

Quảng cáo

Back
Top