Bài toán
Con lắc lò xo nằm ngang trên mặt phẳng có ma sát có $k=10N/m$, $m=100g$. Ban đầu nén lò xo $6cm$ rồi buông nhẹ, khi vật đến vị trí lò xo nén $4cm$ thì $v=40cm/s$. Tính vận tốc cực đại của lò xo trong quá trình dao động?
Bài làm:
Gọi hệ số ma sát vật và sàn là $\mu$.
Theo bảo toàn năng lượng ta có:
$$\dfrac{10.0,06^2}{2} =\dfrac{0,1.0,4^2}{2} + \dfrac{10.0,04^2}{2} + \mu.0,1.10.(0,06-0,04).$$
$$\Rightarrow \mu = 0,1 .$$
Vị trí vật đạt vận tốc cực đại thỏa mãn:
$$x=\dfrac{\mu m g}{k} =0,01 m.$$
Bảo toàn năng lượng:
$$\dfrac{10.0,06^2}{2} =\dfrac{10.0,01^2}{2} + \dfrac{0,1v^2}{2} + 0,1.0,1.10(0,06-0,01).$$
Giải ra:
$$v=50.$$(cm/s).