Câu hỏi: Một lò xo nhẹ có độ cứng 100 N/m, đầu trên treo vào một điểm cố định, đầu dưới gắn vào vật có khối lượng 250 g; vật được nối với vật cùng khối lượng, bằng một sợi dây mềm, mảnh, nhẹ, không dãn và đủ dài.
Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn 10 cm rồi thả nhẹ. Bỏ qua các lực cản, lấy giá trị gia tốc trọng trường . Quãng đường đi được của vật từ khi thả tay cho đến khi vật dừng lại lần đầu tiên là
A. 19,1 cm.
B. 29,1 cm.
C. 17,1 cm.
D. 10,1 cm.
Từ vị trí cân bằng của hệ, kéo vật
A. 19,1 cm.
B. 29,1 cm.
C. 17,1 cm.
D. 10,1 cm.
Độ giãn của lò xo tại vị trí cân bằng O của hệ hai vật
cmKéo hệ xuống dưới vị trí cân bằng 10 cm rồi thả nhẹ, vậy hệ sẽ dao động với biên độ cm.
Để đơn giản, ta có thể chia quá trình chuyển động của hệ từ thời điểm ban đầu đến thời điểm dừng lại lần đầu tiên thành các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Hệ hai vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng .
Tần số góc của dao động
rad/sTốc độ của hai vật khi đi qua vị trí cân bằng
cm/sPhương trình định luật II cho vật trong giai đoạn này:
hay dây chùng, lúc này li độ và tốc độ của vật tương ứng là
cm/sGiai đoạn 2: Sau khi dây bị chùng, dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới
Vị trí cân bằng mới cách vị trí cân bằng cũ một đoạn
cmTần số góc của dao động
rad/sBiên độ của dao động
cmTừ các lập luận trên ta thấy rằng khi dừng lại lần đầu tiên ứng với vị trí biên trên, khi đó quãng đường vật đi được sẽ là
cm
Để đơn giản, ta có thể chia quá trình chuyển động của hệ từ thời điểm ban đầu đến thời điểm
Giai đoạn 1: Hệ hai vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng
Tần số góc của dao động
→ cm
Vị trí cân bằng mới cách vị trí cân bằng cũ một đoạn
Đáp án A.