Bài toán
Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gôm lò xo nhẹ, độ cứng , một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng . Ban đầu giữ vật tại vị trí lò xo bị nén , đặt một vật nhỏ khác khối lượng sát vật rồi thả nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động dọc theo phương của trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa các vật với mặt phẳng ngang . Lấy . Thời gian từ khi thả đến khi vật dừng lại là: A. B. C. D.
Bài toán
Một con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng nằm ngang gôm lò xo nhẹ, độ cứng , một đầu cố định, đầu kia gắn với vật nhỏ khối lượng . Ban đầu giữ vật tại vị trí lò xo bị nén , đặt một vật nhỏ khác khối lượng sát vật rồi thả nhẹ cho hai vật bắt đầu chuyển động dọc theo phương của trục lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa các vật với mặt phẳng ngang . Lấy . Thời gian từ khi thả đến khi vật dừng lại là: A. B. C. D.
Chọn trục tọa độ có gốc tọa độ tại vị trí cân bằng O (khi không có ma sát); chiều dương là chiều chuyển động của con lắc khi thả nhẹ.
Giả sử hệ vật đạt vận tốc cực đại lần đầu tiên tại vị trí cân bằng động ( có li độ âm); là khối lượng hệ hai vật.
Lúc đầu, hệ vật có li độ . Theo bảo toàn năng lượng, ta có
Thay số, ta được nên
Thời gian để hệ vật có được vận tốc này kể từ lúc thả nhẹ vật là .
Khi đạt được vận tốc , hai vật tách nhau; vật chuyển động thẳng, chậm dần đều về phía trước (vì có ma sát) với gia tốc .
Khoảng thời gian từ lúc vật tách đến lúc vật dừng lại là .
Khoảng thời gian từ lúc thả nhẹ vật đến lúc vật dừng lại là .
Chọn D.