Question

[Hoàng Đức Long]

Một con lắc lò xo nhẹ có chiều dài tự nhiên l 0   =   40   c m , treo thẳng đứng có 100 N/m, quả nặng có khối lượng m = 100 g, chọn Ox trùng với trục của lò xo, chiều dương hướng xuống, gốc tọa độ O trùng với vị trí cân bằng của vật. Kích thích cho vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ cm, lấy g = 10 m / s 2 . Lúc vật đang ở vị trí có tọa độ x = –1 cm , người ta giữ cố định lò xo tại điểm B cách điểm treo cố định 20 cm. Độ lớn lực đàn hồi cực đại tác dụng lên vật sau khi lò xo bị giữ là

A. 500 N

B. 6 N

C. 5 N

D. 600 N

Answer 1

[Vũ Thành Nam]

Hướng dẫn:

+ Tần số góc của dao động ω = k m = 10 π rad/s.

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng  Δ l 0 = m g k = 1 c m

+ Khi vật đang ở vị trí có li độ x = –1 cm → l   =   l 0   =   40   c m , người ta tiến hành giữ cố định lò xo tại điểm cách điểm cố định 20 cm → lò xo mới tham gia vào dao động có độ cứng k' = 2k = 200 N/m.

+ Năng lượng của con lắc trước khi cố định lò xo:  E t = k x 2 = 0 , 01 E d = 1 2 k A 2 − x 2 = 0 , 035 J

→ Năng lượng của hệ sau cố định lò xo đúng bằng tổng động năng và một nửa thế năng của vật trước khi cố định lò xo.

E ' = 0 , 5 k A ' 2 = E d + 0 , 5 E t = 0 , 04 J → A' = 0,02 cm.

→ Lực đàn hồi cực đại F m a x   =   k ' ( 0 , 5 Δ l 0   +   A ' )   =   6   N .

Đáp án B