Con lắc lò xo treo thẳng đứng, vật dao động có khối lượng m1, khi ở vị trí cân bằng lò xo dãn 10cm. Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20cm rồi gắn thêm vật m2 = 3m1 bằng một sợi dây có chiều dài b = 10cm (xem hình vẽ), thả nhẹ cho hệ dao động điều hòa theo phương thẳng đứng trùng với trục của lò xo. Khi hệ đến vị trí thấp nhất thì dây nối bị đứt, chỉ còn m1 dao động điều hòa, m2 vật rơi tự do. Bỏ qua khối lượng của sợi dây, bỏ qua kích thước của hai vật và bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 = π2 m/s2. Sau khi đây đứt lần đầu tiền m1 đến vị trí cao nhất thì m2 vẫn chưa chạm đất, lúc này khoảng cách giữa hai vật là:
A. 2,3 m
B. 0,8 m
C. 1,6 m
D. 3,1 m
Lời giải của giáo viên
+ Lúc đầu chỉ có m1, tại VTCB O lò xo dãn 10cm
+ Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20cm thì vật ở dưới VTCB O đoạn x0 = 10 cm
+ Lúc này gắn thêm m2 = 3m1 thì VTCB của hệ bị dịch xuống đoạn: OO1 = 30 cm
+ Vậy, lúc này hệ ở trên VTCB O1 đoạn 20cm.
+ Do thả nhẹ nên hệ sẽ dao động với biên độ A = 20cm quanh VTCB O1.
+ Nhưng khi đến vị trí thấp nhất thì dây đứt, nên VTCB dịch về O.
+ Lúc này m1 cách O đoạn 50cm và có vận tốc bằng không nên nó sẽ dao động điều hòa quanh O với biên độ A/ = 50cm.
+ Khi m1 lên cao nhất thì đã đi được quãng đường s1 = 2A/ = 100 cm (kể từ vị trí đứt dây) và mất thời gian:
\(\Delta t = \frac{T}{2} = \frac{{2\pi }}{2}\sqrt {\frac{{\Delta {\ell _0}}}{g}} = \sqrt {0,1} \left( s \right)\)
+ Trong thời gian Δt này vật m2 rơi tự do nên quãng đường m2 đi được là:
\({s_2} = \frac{1}{2}g\Delta {t^2} = \frac{1}{2}.10.{\left( {\sqrt {0,1} } \right)^2} = 0,5\left( m \right) = 50\left( {cm} \right)\)
+ Vì dây dài b = 10 cm nên khoảng cách giữa hai vật lúc này là:
\(d = 100 + 10 + 50 = 160\left( {cm} \right) = 1,6\left( m \right)\)
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Một nhà máy điện nguyên tử dùng U235 phân hạch tỏa ra 200 MeV. Hiệu suất của nhà máy là 30%. Nếu công suất của nhà máy là 1920 MW thì khối lượng U235 cần dùng trong một ngày gần bằng:
Hạt nhân nguyên tử chì có 82 proton, 125 nơtron. Hạt nhân nguyên tử này kí hiệu là:
Mạch dao động điện từ gồm tụ điện C và cuộn cảm L, dao động tự do với tần số góc bằng:
Ứng dụng tia X để chiếu điện, chụp điện là vận dụng tính chất nào của nó
Một máy biến áp có số vòng cuộn sơ cấp là 2.200 vòng. Mắc cuộn sơ cấp với mạng điện xoay chiều 220V - 50Hz, khi đó điện áp hiệu dụng giữa hai đầu cuộn thứ cấp để hở là 6V. Số vòng của cuộn thứ cấp là:
Một sóng cơ học có biên độ A, vận tốc dao động cực đại của phần tử môi trường bằng 2 lần tốc độ truyền sóng khi bước sóng bằng:
Một vật thực hiện đồng thời hai dao động điều hòa cùng phương, cùng tần số có biên độ lần lượt là 6cm và 12cm. Biên độ dao động tổng hợp không thể bằng:
Một sợi dây dài l = 2m, hai đầu cố định. Người ta kích thích để có sóng dừng xuất hiện trên dây. Bước sóng dài nhất bằng:
Cho một đoạn mạch xoay chiều 220 V - 50 Hz, RLC nối tiếp với cuộn đây thuần cảm có độ tự cảm thay đổi được, điện trở R không đổi, tụ điện có điện dung C = 10-5/π √ 2(F). Độ tự cảm của cuộn dây khi mạch xảy ra cộng hưởng bằng:
Trong nguyên tử hiđrô các mức năng lượng được mô tả theo công thức \(E = - A/{n^2}\), trong đó A là hằng số dương. Khi đám nguyên tử đang ở trạng thái cơ bản thì bị kích thích và làm cho nguyên tử có thể phát ra tối đa 15 bức xạ. Hỏi trong các bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra trong trường hợp này thì tỉ số về bước sóng giữa bức xạ dài nhất và ngắn nhất là bao nhiêu?
Một con lắc đơn có chiều dài dây treo 1m, dao động điều hòa tại nơi có gia tốc trọng trường g = 10 m/s2 với biên độ góc α0 = 0,1 rad. Tốc độ của vật tại li độ góc α = 0,07 rad gần nhất với giá trị nào sau đây:
Điều kiện để 2 sóng cơ khi gặp nhau, giao thoa được với nhau là hai sóng phải xuất phát từ hai nguồn dao động
Biết khối lượng của prôtôn và nơtron và hạt nhân C lần lượt là 1,00728 u; 1,00867 u và 11,9967 u. Cho 1uc2 = 931,5 MeV. Năng lượng liên kết của hạt nhân C là:
Một vật dao động điều hòa dọc theo trục Ox với phương trình x = Asinωt. Nếu chọn gốc toạ độ O tại vị trí cân bằng của vật thì gốc thời gian t = 0 là lúc vật
Hiện tượng nào dưới đây khẳng định ánh sáng có tính chất sóng?