Question

[Tài Tuệ Lê]

Một con lắc lò xo gồm lò xo có độ cứng k = 10 N/m và vật m = 100 g, lấy g = 10 (m/s²), bỏ qua mọi ma sát.

1. Lò xo được treo thẳng đứng, vật đang ở vị trí cân bằng thì kéo theo phương thẳng đứng xuống dưới đến vị trí lò xo giãn 12 cm rồi thả nhẹ cho nó dao động điều hoà. Chọn trục Ox thẳng đứng, chiều dương hướng lên, gốc O trùng với vị trí cân bằng của vật, gốc thời gian khi thả vật.

a. Viết phương trình dao động của vật.

b. Tính thời gian lực đàn hồi của lò xo và lực kéo về tác dụng lên vật cùng hướng trong một chu kỳ.

c. Một sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên được treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định, đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật m như hình vẽ. Sợi dây khi bị kéo dãn xuất hiện lực đàn hồi có độ lớn tỷ lệ với độ giãn của sợi dây với hệ số đàn hồi k₂ = 30 N/m (sợi dây khi bị kéo dãn tương đương như một lò xo, khi dây bị chùng lực đàn hồi triệt tiêu). Ban đầu vật đang ở vị trí cân bằng, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5 cm rồi thả nhẹ. Tính khoảng thời gian kể từ khi thả cho đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất.