T

Cho cơ hệ như hình vẽ, vật m1, m2 nối với nhau...

Câu hỏi: Cho cơ hệ như hình vẽ, vật m1, m2 nối với nhau nhờ sợi dây nhẹ, không dãn có chiều dài , ban đầu lò xo không biến dạng, đầu B của lò xo để tự do. Biết k=100N/m, m1=400g, m2=600g, lấy g=10=π2(m/s2). Bỏ qua mọi ma sát. Ban đầu (t=0) giữ cho m1m2 nằm trên mặt phẳng nằm ngang và sau đó thả cho hệ rơi tự do, khi hệ vật rơi đạt được tốc độ v0=20π(cm/s) thì giữ cố định điểm B và ngay sau đó vật m1 đi thêm được một đoạn 4cm thì sợi dây nối giữa hai vật căng. Thời điểm đầu tiên chiều dài của lò xo cực đại là
image2.png
A. 0,337 s.
B. 0,314 s.
C. 0,628 s.
D. 0,323 s.
+ Thời gian kể từ lúc hệ rơi tự do đến khi giữ cố định điểm B:
t0=vg=0,063s
+ Sau khi giữ cố định đầu B, m1 sẽ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng của m1, tại vị trí này lò xo giãn Δl1=m1gk=4cm, với tần số góc ω1=km1=5πrad/sT=0,4s.
Biên độ dao động của vật:
A1=Δl12+(vω1)2=42cm
+ Sau khi đi được quãng đường 4 cm, m1 đến vị trí cân bằng t1=0,125T=0,05s và tốc độ của vật m1 lúc này là: v1max=ω1A2=202πcm/s.
+ Tương ứng với khoảng thời gian đó, tốc độ của vật m2 là:
v2=v+gt1=113cm/s.
+ Sau khi dây căng, hai vật m1m2 được xem như một vật dao động với vận tốc ngay khi dây căng là:
v0=m1v1max+m2v2m1+m2=103,242m/s
Vị trí cân bằng mới nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn Δl2=m2gk=6cm, tần số góc của dao động ω=km1+m2=10rad/sT2=0,2π s.
Biên độ của dao động:
A2=Δl22+(v0ω2)2=11,941cm.
+ Chiều dài của lò xo cực đại khi hai vật đến vị trí biên dương → khoảng thời gian tương ứng t2=T180arcos(Δl2A2)360=0,210s
Δt=t1+t2+t3=0,323s
Đáp án D.
 

Quảng cáo

Back
Top