Một con lắc lò xo treo thẳng đứng dao động điều hòa theo phương thẳng đứng, chu kì và biên độ của con lắc lần lượt là 0,4s và 8cm, lấy g = π 2 = 10 m / s 2 . Thời gian lò xo nén trong một chu kì là
A. 2 15 s
B. 4 15 s
C. 7 15 s
D. 11 15 s
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án A
Ta có:
Vì nên
khi
ứng với góc quay trên đường tròn là
Thời gian cần tính là
Đáp án C
Phương pháp: Sử dụng đường tròn lượng giác
Cách giải:
Công suất tức thời của lực đàn hồi:
Ta có Fđh = k.∆l nên để Fđh = 0 thì vật phải ở vị trí lò xo không bị biến dạng tức là lúc đó vật ở vị trí x = -∆l
Mặt khác v = 0 khi vật ở vị trí biên.
Bài toán trở thành tìm thời gian ngắn nhất vật đi giữa vị trí biên và vị trí:
Biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
Từ đường tròn lượng giác ta có:
Chọn đáp án A
Δ l = m g k = T 2 4 π 2 g = 0 , 04 m = 4 c m T h ờ i g i a n t ừ x = 0 → x = + A → x = 0 → x = − A 2 T 4 + T 4 + T 12 = 7 T 12 = 7 30 s là:
Tốc độ trung bình:
v = s t = A + A + 0 , 5 A t = 85 , 7 c m / s
Đáp án A
Δ l = m g k = T 2 4 π 2 g = 0 , 04 m = 4 c m
Thời gian từ x = 0 → x = + A → x = 0 → x = − A 2 là: T 4 + T 4 + T 12 = 7 T 12 = 7 30 s
Tốc độ trung bình: v = s t = A + A + 0 , 5 A t = 85 , 7 cm/s
Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng: $x=\Delta l=\dfrac{mg}{k}=\dfrac{T^2 g}{4\pi ^2} = 4cm.$
Xét chuyển động của con lắc với thang máy: Chọn chiều dương hướng lên. Thang máy chuyển động nhanh dần đều ở vị trí $x=\Delta l.$
Khi thang máy chuyển động, vị trí cân bằng bị dịch xuống dưới một đoạn bằng: $y=\Delta l=\dfrac{m\left(g+a\right)}{k}-\dfrac{mg}{k}.$
Nên li độ lúc sau là: $x+y.$
Ta có: $A^2=x^2+\left(\dfrac{v}{\omega }\right)^2.$
$A^2=\left(x+y\right)^2+\left(\dfrac{v}{\omega }\right)^2.$
Từ đó ta có: $A^2=A^2+y^2+2xy.$
Tính ra: $A=3 \sqrt{5}.$
Đáp án B
Độ biếng dạng của lò xo tại vị trí cân bằng
Lực đàn hồi của lò xo cực tiểu khi vật đi qua vị trí lò xo không biến dạng
Ban đầu vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều dương, vị trí lò xo không biếng dạng ứng với li độ
Biểu diễn các vị trí tương ứng trên đường tròn, ta thu được:
Đáp án A