Bài toán
Một lò xo nhẹ có độ cứng
đầu trên cố định, đầu dưới treo quả cầu có m = 1kg sao cho vật có thể dao động không ma sát theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Lúc đầu dùng tay đỡ m để lò xo không biến dạng . Sau đó cho bàn tay chuyển động thẳng đứng hướng xuống dưới nhanh dần đều với gia tốc
. Bỏ qua mọi ma sát lấy gia tốc trọng trường
. Tốc độ của m khi nó dời bàn tay là:
A. 0,18m/s
B. 0,8
C. 0,28
D. 0,56
Đọc các lời giải bên trên thấy chưa đúng. Dù là ra kết quả giống nhau nhưng con đường đi là chưa đúng nên tôi nghĩ đây chưa là lời giải đúng.
Cơ hệ là một con lắc lò xo nhưng suốt quá trình chuyển động từ trạng thái đầu đến thời điểm ta cần tính vận tốc thì vật nặng và tay chuyển động cùng nhau với cùng một gia tốc, chuyển động ấy là chuyển động nhanh dần đều, chưa có dao động hay gì gì cả thì tại sao lại tính toán các đại lượng liên quan đến dao động điều hòa?
Tôi đưa ra lời giải như sau:
..............................................
Khảo sát vật ở thời điểm trước khi vật rời tay, theo định luật II Newton thì
với
là áp lực mà tay tác dụng vào vật.
Chiếu lên chiều chuyển động, ta có
với
là độ biến dạng của lò xo, cũng chính là quảng đường vật đi từ lúc bắt đầu đến thời điểm khảo sát.
Tại thời điểm vật rời tay thì
Trong chuyển động thẳng nhanh dần đều, ta có
Có em hỏi thêm về thời gian từ lúc bắt đầu đến lúc vật rời tay thì
...................................
Sau khi vật rời tay mới bắt đầu quá trình dao động điều hòa. Khi đó thì người ta sẽ quan tâm tới biên độ dao động của vật. Hãy tính biên độ ấy. Đây mới là câu hỏi liên qua tới dao động điều hòa.