Câu 15. Một lò xo có khối lượng không đáng kể, hệ số đàn hồi
đặt nằm ngang, một đầu được giữ cố định, đầu còn lại được gắn với vật nặng
. Vật nặng
được gắn với vật nặng thứ hai
. Tại thời điểm ban đầu giữ hai vật ở vị trí lò xo nén
rồi buông nhẹ. Chọn gốc tọa độ tại vị trí cân bằng, chiều dương hướng về phía hai vật, gốc thời gian là khi buông vật. Bỏ qua sức cản của môi trường, hệ dao động điều hòa. Chỗ gắn hai chất điểm bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến
sau đó vật
tiếp tục dao động điều hòa. Tính khoảng cách giữa hai vật khi vật
đổi chiều gia tốc lần thứ hai ?
A.
B.
C.
D.
Lời giải của nhóm ra đề Diễn đàn Vật lí phổ thông
Ta có
, biên độ ban đầu
.
Giả sử
rời
khi vật có li độ
, gọi
là lực xung đối với lực kéo
của
tác dụng lên
.
Theo định luật II Newton ta có
Tại thời điểm bong, hai vật có vận tốc
, vật
sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều với vận tốc
còn
sẽ dao động với
, chu kì mới
và biên độ mới là
Khi vật
đổi chiều gia tốc lần thứ hai thì
qua vị trí cân bằng lần thứ hai. Tính từ thời điểm hai vật tách nhau thì
chuyển động trong thời gian
Khi đó khoảng cách giữa hai vật là