Lần lượt treo vật nặng m1, m2 =1,5m1 vào đầu tự do của lò xo thì chiều dài của lò xo lần lượt là 21 cm và 21,5 cm. Treo đồng thời m1 và m2 vào lò xo đó rồi kích thích cho chúng dao động điều hòa thẳng đứng với biên độ A (với A2 = 16,875 cm2 ). Lấy g=10 m/s2. Khi hai vật đi xuống qua vị trí cân bằng thì m2 tuột khỏi m1. Khoảng cách giữa hai vật tại thời điểm gần nhất mà lò xo dài nhất là bao nhiêu?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án B
Phương pháp: Chu ki dao đông̣ điều hoa cua con lắc lo xo T = 2 π m k
Cách giải:
Theo bài ra ta có
Chọn B
+ Có
Thay m1 = 4m2 =>
+ Mắc hai lò xo k1, k2 thành một lò xo dài gấp đôi, đầu trên cố định, đầu dưới treo vật m2.
=> Độ cứng của lò xo mới là:
+ Lúc đầu chỉ có m 1 , tại VTCB O lò xo dãn 10 cm nên
+ Đưa vật đến vị trí lò xo dãn 20 cm thì vật ở dưới VTCB O đoạn x 0 = 10 c m
+ Lúc này gắn thêm m 2 = 3 m 1 thì VTCB của hệ bị dịch xuống đoạn:
+ Vậy, lúc này hệ ở trên VTCB O 1 đoạn 20 cm.
+ Do thả nhẹ nên hệ sẽ dao động với biên độ
A = 20 c m quanh vị trí cân bằng O 1
+ Nhưng khi đến vị trí thấp nhất thì dây đứt, nên vị trí cân bằng dịch về O.
+ Lúc này m 1 cách O đoạn 50 cm và có vận tốc bằng không nên nó sẽ dao động điều hòa quanh O với biên độ A ' = 50 c m
+ Khi m 1 lên cao nhất thì đã đi được quãng đường s 1 = 2 A ' = 100 c m (kể từ vị trí đứt dây) và mất thời gian:
+ Trong thời gian ∆ t này vật m 2 rơi tự do nên quãng đường m 2 đi được là:
Vì dây dài b = 10 c m nên khoảng cách giữa hai vật lúc này là:
=> Chọn C.
Ta có: \(t=20T_1=10T_2\Rightarrow\frac{T_1}{T_2}=\frac{1}{2}\)
\(\Rightarrow\sqrt{\frac{m_1}{m_2}}=\frac{1}{2}\Rightarrow\frac{m_1}{m_2}=\frac{1}{4}\)(1)
Treo đồng thời 2 vật vào lò xo thì chu kì: \(T=2\pi\sqrt{\frac{m_1+m_2}{k}}=\frac{\pi}{2}\Leftrightarrow m_1+m_2=2,5\)kg (2)
Từ (1) và (2) suy ra: \(\begin{cases}m_1=0,5kg\\m_2=2kg\end{cases}\)
Ta có: \(\begin{cases}\Delta l_1=l_1-l_0=\frac{g}{\omega^2_1}\\\Delta l_2=l_2-l_0=\frac{g}{\omega^2_2}\end{cases}\)\(\Rightarrow\frac{\omega^2_2}{\omega^2_1}=\frac{21-l_0}{21,5-l_0}=\frac{1}{1,5}\)\(\Rightarrow l_0=20\left(cm\right)\)
\(\Rightarrow\Delta l_1=0,01\left(m\right)=\frac{g}{\omega^2_1}\Rightarrow\omega_1=10\pi\left(rad/s\right)\)
KQ = 3,2 cm