Câu 2: Một sợi dây cao su đàn hồi có chiều dài tự nhiên l0=22cm. Treo vào đầu dưới của dây một vật nặng 0,5kg thì dây dài 25 cm. Vậy muốn dây có chiều dài 30cm thì phải treo vào đầu dưới của dây một vật có khối lượng bao nhiêu?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Vật chịu tác động của 2 lực là trọng lực và lực đàn hồi của sợi dây cao su. Trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, lực đàn hồi có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên. Cường độ thì (nếu cậu viết 50 là 50 g) trọng lực là: (50g=0,05kg) P=10m=10.0,05=0,5 N. Vì vật đứng yên nên chắc đây là hai lực cân bằng nên lực đàn hồi cũng bằng 0,5 N.
Đáp án C
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ: k = k1 + k2 = 10 + 30 = 40 N/m
Chu kì dao động của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> Góc quét
Tại li độ x = -2,5cm vật có vận tốc:
- Giai đoạn 2:
Độ giãn của lò xo ở VTCB: => tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm - 5 7 c m được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
Từ đường tròn lượng giác ta tính được:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t = t1 + t2 = 0,175s
Đáp án C
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm x = - 5 7 cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại:
Chọn gốc toạ độ tại VTCB; chiều dương hướng xuống dưới.
Độ giãn của hệ lò xo + dây đàn hồi khi vật ở VTCB:
- Khoảng thời gian từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại lần thứ nhất được chia làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (sợi dây bị kéo giãn tương đương như một lò xo): Vật đi từ vị trí biên x = 5cm đến vị trí x = -∆l = -2,5cm
+ Giai đoạn 2 (khi dây bị trùng lực đàn hồi bị triệt tiêu): Vật đi từ vị trị x = -∆l = -2,5cm đến biên âm.
- Giai đoạn 1:
Hệ dao động gồm lò xo và sợi dây đàn hồi nhẹ có cùng chiều dài tự nhiên treo thẳng đứng vào cùng một điểm cố định đầu còn lại của lò xo và sợi dây gắn vào vật nặng được coi như hai lò xo mắc song song
=> Độ cứng của hệ: k = k1 + k2 = 10 + 30 = 40 N/m
Chu kì dao động của hệ:
Ban đầu vật ở VTCB, kéo vật thẳng đứng xuống dưới một đoạn a = 5cm rồi thả nhẹ => A = 5cm.
Thời gian vật đi từ x = 5cm đến x = -2,5cm được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
- Giai đoạn 2:
Độ giãn của lò xo ở VTCB: ∆ l ' = m g k 1 = 10 c m => tại vị trí lò xo không biến dạng x = -10cm
Vật dao động điều hoà với chu kì và biên độ:
Vật đi từ vị trí x = -∆l = -10cm đến biên âm x = - 5 7 c m được biểu diễn trên đường tròn lượng giác:
Từ đường tròn lượng giác ta tính được:
=> Khoảng thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật đạt độ cao cực đại: t = t1 + t2 = 0,175s
Đáp án C
Đáp án C
Để đơn giản, ta có thể chia quá trình chuyển động của vật thành hai gia đoạn.
Giai đoạn chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo khống biến dạng → lực đàn hồi là hợp lực của lò xo và dây tương ứng với lò xo có độ cứng k = k 1 + k 2 = 40 N / m .
Giai đoạn hai từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí lò xo bị nén cực đại, lúc này dây bị chùng nên không tác dụng lực đàn hồi lên vật.
+ Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng Δ l 0 = m g k = 0 , 1.10 40 = 2 , 5 cm = 0,5A.
→ Thời gian chuyển động từ biên dưới đến vị trí lò xo không biến dạng là t 1 = T 1 3 = 2 π 3 m k = 2 π 3 0 , 1 40 = π 30 s
→ Vận tốc của vật ngay thời điểm đó v 0 = 3 2 ω A = 3 2 40 0 , 1 .5 = 50 3 cm/s
+ Khi không còn lực đàn hồi của dây, ta xem vật dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới, nằm dưới vị trí cân bằng cũ một đoạn = 0 , 1.10 10 − 2 , 5 = 7 , 5 c m
→ Biên độ dao động mới A ' = 2 , 5 + 7 , 5 2 + 50 3 10 2 = 5 7 ≈ 13 , 23 cm.
+ Thời gian để vật đến biên trên tương ứng là t 2 = T 2 360 0 a r cos 10 5 7 = 0 , 2 π 360 0 a r cos 10 5 7 ≈ 0 , 071 s.
→ Tổng thời gian t = t 1 + t 2 = 0 , 176 s .
Ta có:
+ Độ dãn của dây: ∆ l = 101 - 100 = 1 c m = 0 , 01 m
+ Khi cân bằng lực kéo đàn hồi cân bằng với trọng lực của vật: F d h = P ↔ k ∆ l = m ↔ E S l 0 ∆ l = m g ↔ E π d 2 4 l 0 ∆ l = m g → d = 2 m g l 0 π . E . ∆ l = 2 100 . 10 . 1 π . 2 . 10 11 . 0 , 01 ≈ 7 , 98 . 10 - 4 m
Đáp án: B
+ Lực đàn hồi xuất hiện trên hai thanh: F d h = k . ∆ l
+ Ta có, độ cứng của vật rắn: k = E S l 0
Theo đầu bài, ta có: l 0 F e = 2 l 0 C u S F e = 1 2 S C u và E F e = 1 , 6 E C u
Lại có, độ lớn lực đàn hồi xuất hiện ở hai thanh có giá trị như nhau (vì được treo vào đầu dưới một vật có khối lượng như nhau)
F d h F e = F d h C u ↔ k F e ∆ l F e = k C u ∆ l C u → ∆ l F e ∆ l C u = k C u k F e = E C u S C u l 0 C u E F e S F e l 0 F e
= E C u S C u l 0 C u 1 , 6 E C u 1 2 S C u 2 l 0 C u = 5 2 ∆ l F e = 2 , 5 ∆ l C u
Đáp án: C
gọi l0 là chiều dài tự nhiên của dây cao su
l1 (=24 cm ) là chiều dài của dây khi treo vật có trọng lượng P1 ( 4N)
l2 (=28 cm ) là chiều dài của dây khi treo vật có trọng lượng P2 ( 6N)
Vì độ biến dạng của tỉ lệ thuận với lực đàn hồi nên
\(\frac{P_1}{P_2}=\frac{\Delta l_1}{\Delta l_2}\)
=> \(\frac{P_1}{P_2}=\frac{l_1-l_0}{l_2-l_0}\)
=> \(\frac{4}{6}=\frac{24-l_0}{28-l_0}\)
<=> 2( 28 - l0 ) = 3( 24 - l0 )
<=> 56 - 2l0 = 72 - 3l0
<=> l0 = 16(cm)
Vậy chiều dài tự nhiên của lò xo là 16cm
Treo vật nặng 0,5kg dây dãn một đoạn:
\(\Delta l_1=l-l_0=25-22=3cm=0,03m\)
Độ cứng lò xo:
\(k=\dfrac{F_1}{\Delta l_1}=\dfrac{0,5\cdot10}{0,03}=\dfrac{500}{3}\)N/m
Để chiều dài 30cm thì dây dãn một đoạn:
\(\Delta l_2=l_2-l_0=30-22=8cm=0,08m\)
Lực tác dụng lên dây cao su khi đó:
\(F_2=\Delta l_2\cdot k=0,08\cdot\dfrac{500}{3}=\dfrac{40}{3}N\)
Lực đó cũng chính là trọng lượng vật.
\(\Rightarrow P=F_2=\dfrac{40}{3}N\)
Vật treo vào dây có khối lượng:
\(m_2=\dfrac{P_2}{10}=\dfrac{\dfrac{40}{3}}{10}=\dfrac{4}{3}kg\approx1,33kg\)
bài này của lớp mấy vậy