Một lò xo nhẹ, có độ cứng k = 100 N/m được treo vào một điểm cố định, đầu dưới treo vật nhỏ khối lượng m = 400 g. Giữ vật ở vị trí lò xo không biến dạng rồi buông nhẹ để vật dao động điều hòa tự do dọc theo trục lò xo. Chọn trục tọa độ thẳng đứng chiều dương hướng xuống, gốc thời gian là lúc buông vật. Tại thời điểm t = 0,2 s, một lực \(\overrightarrow{\text{F}}\) thẳng đứng, có cường độ biến thiên theo thời gian biểu diễn như đồ thị trên hình bên, tác dụng vào vật. Biết điểm treo chỉ chịu được lực kéo tối đa có độ lớn 20 N. Tại thời điểm lò xo bắt đầu rời khỏi điểm treo, tốc độ của vật là
A. \(20\pi \sqrt{3}\)cm/s
B. 9 cm/s
C. \(20\pi \)cm/s
D. 0cm/s
Lời giải của giáo viên
+ Chu kì của dao động
\(T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=2\pi \sqrt{\frac{{{400.10}^{-3}}}{100}}=0,4\text{s}\)
+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng
\(\Delta {{l}_{0}}=\frac{mg}{k}=\frac{{{400.10}^{-3}}.10}{100}=4cm\)
+ Khi lực F tăng lên một lượng ∆F thì vị trí cân bằng của lò xo dịch chuyển thêm một đoạn \(\Delta l=4cm\)
Tại thời điểm \(t=0,2\text{s}\)con lắc đang ở vị trí biên của dao động thứ nhất
+ Dưới tác dụng của lực F vị trí cân bằng dịch chuyển đến đúng vị trí biên nên con lắc đứng yên tại vị trí này
+ Lập luận tương tự khi ngoại lực F có độ lớn 12 N con lắc sẽ dao động với biên độ 8 cm
Từ hình vẽ ta tìm được \(v=\frac{\sqrt{3}}{2}{{v}_{ma\text{x}}}=\frac{\sqrt{3}}{2}8.5\pi =20\pi \sqrt{3}\)cm/s
CÂU HỎI CÙNG CHỦ ĐỀ
Điện áp xoay chiều \(u={{U}_{0}}cos\left( 2\pi ft \right)\)V, có \({{U}_{0}}\) không đổi và f thay đổi được vào hai đầu đoạn mạch có R, L, C mắc nối tiếp. Khi \(f={{f}_{0}}\) thì trong đoạn mạch có cộng hưởng điện. Giá trị của \({{f}_{0}}\) là
Một mạch dao động LC lí tưởng đang có dao động điện từ tự do với tần số góc \(\omega \). Gọi \({{q}_{0}}\) là điện tích cực đại của một bản tụ điện thì cường độ dòng điện cực đại trong mạch là
Điện áp \(u={{U}_{0}}cos\left( 100\pi t \right)\) (t tính bằng s) được đặt vào hai đầu đoạn mạch gồm cuộn dây và tụ điện mắc nối tiếp. Cuộn dây có độ tự cảm \(L=\frac{0,15}{\pi }H\) và điện trở \(r=5\sqrt{3}\Omega \), tụ điện có điện dung \(C=\frac{{{10}^{-3}}}{\pi }F\). Tại thời điểm \({{t}_{1}}\)(s) điện áp tức thời hai đầu cuộn dây có giá trị 100 V, đến thời điểm \({{t}_{2}}={{t}_{1}}+\frac{1}{75}s\) thì điện áp tức thời hai đầu tụ điện cũng bằng 100 V. Gía trị của \({{U}_{0}}\) gần đúng là
Hai dao động điều hòa có phương trình dao động lần lượt là \({{x}_{1}}=5cos\left( 2\pi t+\frac{\pi }{6} \right)\)cm và \({{x}_{2}}=5\sqrt{3}cos\left( 2\pi t+\frac{2\pi }{3} \right)\)cm. Biên độ và pha của dao động tổng hợp là
Một vật dao động điều hòa với phương trình dạng cosin. Chọn gốc tính thời gian khi vật đổi chiều chuyển động và khi đó gia tốc của vật đang có giá trị dương. Pha ban đầu là
Đoạn mạch MN gồm các phần tử \(R=100\Omega \), \(L=\frac{2}{\pi }H\) và \(C=\frac{100}{\pi }\mu F\) ghép nối điện. Đặt điện áp \(u=220\sqrt{2}cos\left( 100\pi t-\frac{\pi }{4} \right)\)V vào hai đầu đoạn mạch MN. Cường độ dòng điện tức thời qua mạch có biểu thức là
Để tăng dung kháng của một tụ điện phẳng có điện môi là không khí ta
Cho đoạn mạch LRC. Cuộn dây thuần cảm có cảm kháng . Hệ số công suất của RC bằng hệ số công suất của cả mạch và bằng 0,6. Điện trở thuần có giá trị
Cho đoạn mạch điện trở \(10\Omega \), hiệu điện thế 2 đầu mạch là 20 V. Trong 1 phút điện năng tiêu thụ của mạch là
Một máy phát điện xoay chiều một pha có phần cảm là roto quay với tốc độ 750 vòng/phút. Tần số của suất điện động cảm ứng là 50 Hz. Số cặp cực của máy phát là
Cho phản ứng hạt nhân \({}_{1}^{3}H+{}_{1}^{2}H\to {}_{2}^{4}He+{}_{0}^{1}n+17,6MeV\). Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1g khí Heli xấp xỉ bằng
Poloni \({}_{84}^{210}Po\) phóng xạ theo phương trình: \({}_{84}^{210}Po\to X+{}_{82}^{206}Pb\). Hạt X là