Câu hỏi: Cho hệ con lắc lò xo như hình vẽ gồm lò xo có độ cứng hai vật và có khối lượng lần lượt là và .
Dây nối giữa hai vật có chiều dài rất nhẹ, căng không dãn, lấy và . Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng. Nâng hai vật đến vị trí lò xo không biến dạng rồi truyền vận tốc xuống dưới thì hệ dao động điều hòa. Sau khi vật dao động vào thời điểm động năng của vật bằng thế năng của con lắc lò xo lần đầu tiên thì dây nối giữa hai vật bị đứt. Kể từ khi dây bị đứt đến khi vật chuyển động được quãng đường thì cách một khoảng gần giá trị nhất là
A. .
B. .
C. .
D. .
Dây nối giữa hai vật có chiều dài
A.
B.
C.
D.
GĐ1: Hai vật dao động điều hòa từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí dây đứt
$
\begin{aligned}
& \omega=\sqrt{\dfrac{k}{m_A+m_B}}=\sqrt{\dfrac{300}{0,3+0,6}}=\dfrac{10 \sqrt{30}}{3}(\mathrm{rad} / \mathrm{s}) \\
& A=\sqrt{\Delta l_0^2+\left(\dfrac{v}{\omega}\right)^2}=\sqrt{3^2+\left(\dfrac{30 \sqrt{10}}{10 \sqrt{30} / 3}\right)^2}=6 \mathrm{~cm} \\
& W_{d A}=W_t \Rightarrow \dfrac{1}{2} m_A \omega^2\left(A^2-x^2\right)=\dfrac{1}{2} k x^2 \Rightarrow 0,3 \cdot\left(\dfrac{10 \sqrt{30}}{3}\right)^2\left(6^2-x^2\right)=300 \cdot x^2 \Rightarrow x=3 \mathrm{~cm}
\end{aligned}
$$
GĐ2: Dây đứt, vật dao động quanh vtcb mới , còn vật bị ném thẳng đứng xuống dưới
$
\begin{aligned}
& \omega=\sqrt{\dfrac{k}{m_A+m_B}}=\sqrt{\dfrac{300}{0,3+0,6}}=\dfrac{10 \sqrt{30}}{3}(\mathrm{rad} / \mathrm{s}) \\
& A=\sqrt{\Delta l_0^2+\left(\dfrac{v}{\omega}\right)^2}=\sqrt{3^2+\left(\dfrac{30 \sqrt{10}}{10 \sqrt{30} / 3}\right)^2}=6 \mathrm{~cm} \\
& W_{d A}=W_t \Rightarrow \dfrac{1}{2} m_A \omega^2\left(A^2-x^2\right)=\dfrac{1}{2} k x^2 \Rightarrow 0,3 \cdot\left(\dfrac{10 \sqrt{30}}{3}\right)^2\left(6^2-x^2\right)=300 \cdot x^2 \Rightarrow x=3 \mathrm{~cm}
\end{aligned}
$$
GĐ2: Dây đứt, vật
Đáp án D.