Một con lắc lò xo dao động điều hòa thẳng đứng gồm quả cầu m=0,4kg, treo vào lò xo có độ cứng k = 10N/m. Truyền cho vật nặng một v ban đầu là v0 =1,5m/s theo phương thẳng đứng hướng lên. Chọn góc toạ độ (o) tại VTCB, chiều dương cùng chiều với vân tốc ban đầu. chọn t=0 lúc vật bắt đầu chuyển động. Phương trình dao động
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Vì gốc thời gian là lúc quả cầu nhỏ được truyền vận tốc và ban đầu vật được đưa về vị trí lò xo không biến dạng nên ta có tại thời điểm ban đầu x0= -0,025 m và vật đang chuyển động theo chiều dương. Suy ra thời điểm gần nhất vật đi qua vị trí có động năng bằng 3 lần thế năng là lúc x1= 0,025 m; v1=√3/2 m/s.
Vì điện trường đều hướng xuống nên ta có vị trí cân bằng mới của vật bị dịch xuống 1 khoảng:
Đáp án A
+ Tần số góc của dao động: ω = k m = 60 150.10 − 3 = 20 rad/s
Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 150.10 − 3 .10 60 = 2 , 5 c m
+ Biên độ dao động ban đầu của vật: A = Δ l 0 2 + v 0 ω 2 = 2 , 5 2 + 50 3 20 2 = 5 cm.
Điện trường xuất hiện, vật đang ở vị trí động năng bằng ba lần thế năng, tại vị trí này vật có x = 0,5A = 2,5 cm, v = 3 2 ω A = 50 3 cm/s.
+ Dưới tác dung của điện trường con lắc sẽ dao động điều hòa tại vị trí cân bằng mới O′ nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn Δ l = q E k = 6.10 − 5 .2.10 4 60 = 2 cm.
→ So với vị trí cân bằng mới, tại vị thời điểm xảy ra biến cố, vật có x′ = 2,5 – 2 = 0,5 cm, v ' = 3 2 ω A = 50 3 cm/s.
Biên độ dao động mới: A ' = x ' 2 + v ' ω 2 ⇒ 0 , 5 2 + 50 3 20 2 = 19 cm.
Giải thích: Đáp án A
Phương pháp: Sử dụng lí thuyết về con lắc lò xo chịu thêm tác dụng của lực điện
Sử dụng hệ ̣thức độc lập theo thời gian của x và v
Cách giải:
Biên độ lúc đầu
Khi có điện trường VTCB lúc này là Om con lắc bị dịch xuống một đoạn:
Tại vị trí 0,5A bắt đầu thiết lập E li độ lúc này là:
Chọn đáp án A
Δ l 0 = m g k = 2 , 5 c m ω = k m = 20 → A = x 2 + v 2 ω 2 A = l − Δ l 0 2 + v 2 ω 2 = 2 , 5 2 c m