Độ cứng lò xo có thể là?

Bài toán
Con lắc lò xo nhẹ độ cứng $k$, khối lương $m$ bằng $0.8kg$. Cho dao động trên mặt phẳng ngang với chu kỳ T. Biết ở thơi điểm $t_{1}$ vật có li độ $3cm$, ở thời điểm $t_{2} =t_{1} +\dfrac{T}{4}$ vật có tốc độ $v_2=2b \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$. Sau đó ở thời điểm $t_3$ sau thời điểm $t_{2}$ một khoảng $\dfrac{T}{2}$ thì người ta nhận thấy vật có vận tốc $v_{3} =\left(5b-2\right) \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$ và vật đang chuyển động tại vị trí có ly độ $x$ bằng $6cm$. Giá trị độ cứng $k$ của lò xo có thể là ?
A. 5.7N/m
B. 8.435N/m
C. 4.123N/m
D. 0.158N/m
 
Last edited:
Lời giải

Vì $t2 = t1 + \dfrac{T}{4}$ nên v2 = $-\omega x_1$ hay $-2b = -\omega .3$ $\rightarrow$ $\omega = \dfrac{2b}{3} \left( \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)\right)$ (1).
Vì $t3 = t2 + \dfrac{T}{2}$ nên $v3 = -v2$ hay $\left(5b – 2\right) = 2b$ suy ra $b = \dfrac{2}{3} \left(cm\right)$ (2).
Từ (1) và (2) suy ra: $\omega = \dfrac{4}{9} \left( \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)\right)$ $\rightarrow$ $k = m\omega ^{2} = 0,158 \ \text{N}/\text{m}.$
 
Bài toán
Con lắc lò xo nhẹ độ cứng $k$, khối lương $m$ bằng $0.8kg$. Cho dao động trên mặt phẳng ngang với chu kỳ T. Biết ở thơi điểm $t_{1}$ vật có li độ $3cm$, ở thời điểm $t_{2} =t_{1} +\dfrac{T}{4}$ vật có tốc độ $v_2=2b \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$. Sau đó ở thời điểm $t_3$ sau thời điểm $t_{2}$ một khoảng $\dfrac{T}{2}$ thì người ta nhận thấy vật có vận tốc $v_{3} =\left(5b-2\right) \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$ và vật đang chuyển động tại vị trí có ly độ $x$ bằng $6cm$. Giá trị độ cứng $k$ của lò xo có thể là ?
A. 5.7N/m
B. 8.435N/m
C. 4.123N/m
D. 6.0125N/m
Lời giải
14149016818951822077385.jpg

Quan sát hình vẽ, góc quay từ 1 đến 3 là $\dfrac{3\pi }{2} \Rightarrow \varphi_1+\varphi_2=\dfrac{\pi }{2} \Rightarrow \sin \varphi_1= \cos \varphi_2$
$ \Rightarrow A=\sqrt{6^2+3^2}=3\sqrt {5}cm$
Cũng dựa vào hình vẽ ta có tốc độ (tức là độ lớn vận tốc) ở vị trí 2 bằng vận tốc ở vị trí 3 (do vận tốc ở vị trí 3 >0)$ \Rightarrow 2b=5b-2 \Rightarrow b=\dfrac{2}{3}$
$ \Rightarrow v_3=\dfrac{4}{3}{cm}/s$
$\omega ^2=\dfrac{{v_3}^2}{A^2-{x_3}^2}=\dfrac{k}{m}$
$ \Rightarrow k=\dfrac{16}{81}m=0,158 \ \text{N}/\text{m}$
PS: Đề nghị bạn xem lại đề... cách giải đã đúng nhưng không có đáp án đúng!
 
Last edited:
Lời giải
14149016818951822077385.jpg
Quan sát hình vẽ, góc quay từ 1 đến 3 là $\dfrac{3\pi }{2} \Rightarrow \varphi_1+\varphi_2=\dfrac{\pi }{2} \Rightarrow \sin \varphi_1= \cos \varphi_2$
$ \Rightarrow A=\sqrt{6^2+3^2}=3\sqrt {5}cm$
Cũng dựa vào hình vẽ ta có tốc độ (tức là độ lớn vận tốc) ở vị trí 2 bằng vận tốc ở vị trí 3 (do vận tốc ở vị trí 3 >0)$ \Rightarrow 2b=5b-2 \Rightarrow b=\dfrac{2}{3}$
$ \Rightarrow v_3=\dfrac{4}{3}{cm}/s$
$\omega ^2=\dfrac{{v_3}^2}{A^2-{x_3}^2}=\dfrac{k}{m}$
$ \Rightarrow k=\dfrac{16}{81}m=0,158 \ \text{N}/\text{m}$
PS: Đề nghị bạn xem lại đề... cách giải đã đúng nhưng không có đáp án đúng!
Chính xác rồi bạn tớ cũng có đáp án vậy. Rất có thể đáp án của hội sai
 
Lời giải

Vì $t2 = t1 + \dfrac{T}{4}$ nên v2 = $-\omega x_1$ hay $-2b = -\omega .3$ $\rightarrow$ $\omega = \dfrac{2b}{3} \left( \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)\right)$ (1).
Vì $t_3 = t_2 + \dfrac{T}{2}$ nên $v3 = -v2$ hay $\left(5b – 2\right) = 2b$ suy ra $b = \dfrac{2}{3} \left(cm\right)$ (2).
Từ (1) và (2) suy ra: $\omega = \dfrac{4}{9} \left( \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)\right)$ $\rightarrow$ $k = m\omega ^{2} = 0,158 \ \text{N}/\text{m}.$
Chỗ này có vẻ không ổn lắm. Theo mình thì có thể có thêm TH này nữa $v_3=-v_2 \Rightarrow b=\dfrac{2}{7}$
 

Quảng cáo

Back
Top