Bài toán
Một con lắc lò xò nằm ngang gồm 1 lò xo nhẹ một đầu cố định đầu kia gắn vật nhỏ m. Ban đầu vật m giữ ở vị trí lò xo nén 9cm. Vật M có khối lượng bằng nửa vật m và nằm sát m. Thả nhẹ m để hai vật chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua ma sát ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa 2 vật m và M là A. 6,42cm B. 3,18cm C. 4,19cm D. 5,39cm
Một con lắc lò xò nằm ngang gồm 1 lò xo nhẹ một đầu cố định đầu kia gắn vật nhỏ m. Ban đầu vật m giữ ở vị trí lò xo nén 9cm. Vật M có khối lượng bằng nửa vật m và nằm sát m. Thả nhẹ m để hai vật chuyển động theo phương của trục lò xo. Bỏ qua ma sát ở thời điểm lò xo có chiều dài cực đại lần đầu tiên thì khoảng cách giữa 2 vật m và M là A. 6,42cm B. 3,18cm C. 4,19cm D. 5,39cm
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: (1)
Đến vị trí cân bằng, vật m chuyển động chậm dần, M chuyển động thẳng đều, hai vật tách ra, hệ con lắc lò xo chỉ còn m gắn với lò xo.
Khi lò xo có độ dài cực đại thì m đang ở vị trí biên, thời gian chuyển động từ vị trí cân bằng đến vị trí biên là
Khoảng cách của hai vật lúc này: (2)
Từ (1) và (2) ta được: . Thay số ta được . Chọn C