YOMEDIA
NONE

Con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng 100N/m, đầu trên lò xo cố định, đầu dưới gắn vật nhỏ có khối lượng 400g.

Kích thích để con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương trình thẳng đứng, chọn mốc thế năng trùng với vị trí cân bằng của vật. Tại thời điểm t (s), con lắc có thế năng 356mJ, tại thời điểm t + 0,05(s) con lắc có động năng 288mJ, cơ năng của con lắc không lớn hơn 1J. Lấy π2 =10. Trong 1 chu kì dao động, khoảng thời gian lò xo nén là 

A. \(\frac{1}{3}s\)

B. \(\frac{2}{15}s\)

C. \(\frac{3}{10}s\)

D. \(\frac{4}{15}s\)

Theo dõi Vi phạm
ATNETWORK

Trả lời (1)

  • + Chu kì dao động \(T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}=0,4\text{s}\)

    + Tại thời điểm t: \({{x}_{1}}=A\cos \varphi \Rightarrow {{W}_{{{t}_{1}}}}=\frac{kx_{1}^{2}}{2}=\frac{k{{A}^{2}}}{2}{{\cos }^{2}}\varphi =0,256J\) \(\Leftrightarrow \frac{k{{A}^{2}}}{2}\frac{1+\cos 2\varphi }{2}=0,256J\) (1)

    + Tại thời điểm \(t+0,05s=t+\frac{T}{8}:\)

    \({{x}_{2}}=A\cos \left( \varphi +\frac{\pi }{4} \right)\Rightarrow {{W}_{{{t}_{2}}}}=W-{{W}_{{{d}_{2}}}}=\frac{1}{2}k{{A}^{2}}-{{W}_{{{d}_{2}}}}=\frac{k{{A}^{2}}}{2}{{\cos }^{2}}\left( \varphi +\frac{\pi }{4} \right)\)

    \(\Leftrightarrow \frac{k{{A}^{2}}}{2}-0,288=\frac{k{{A}^{2}}}{2}{{\left( \cos \varphi .\cos \frac{\pi }{4}-\sin \varphi .\sin \frac{\pi }{4} \right)}^{2}}\)

    \(\Leftrightarrow \frac{k{{A}^{2}}}{2}-0,288=\frac{k{{A}^{2}}}{2}\frac{1}{2}{{(\cos \varphi -\sin \varphi )}^{2}}\)

    \(\Leftrightarrow \frac{k{{A}^{2}}}{2}-0,288=\frac{k{{A}^{2}}}{4}(1-\sin 2\varphi )\) (2)

    Từ (1) và (2) ta có:

    \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} \frac{k{{\text{A}}^{2}}}{4}(1+\cos 2\varphi )=0,256 \\ \frac{k{{\text{A}}^{2}}}{4}(1+\sin 2\varphi )=0,288 \\ \end{array} \right.\) \(\Rightarrow \frac{1+\sin 2\varphi }{1+\cos 2\varphi }=\frac{0,288}{0,256}=\frac{9}{8}\)

    \(\Rightarrow 1+9\cos 2\varphi =8\sin 2\varphi \Leftrightarrow {{(1+9\cos 2\varphi )}^{2}}={{(8\sin 2\varphi )}^{2}}=64\left( 1-{{\cos }^{2}}2\varphi  \right)\)

    \(\Leftrightarrow 145{{\cos }^{2}}2\varphi +18\cos 2\varphi -63=0\)

    \(\Rightarrow \left( \begin{array}{*{35}{l}} \cos 2\varphi =\frac{3}{5}\Rightarrow \text{W}=0,32J(\text{tm}) \\ \cos 2\varphi =\frac{-21}{29}\Rightarrow \text{W}=1,856(loa\ddot{i}i) \\ \end{array} \right.\)

    Với \(\text{W}=0,32\text{J}=\frac{1}{2}k{{\text{A}}^{2}}\Rightarrow A=0,08\text{m}\)

    Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng: \(\) \(\Delta {{l}_{0}}=\frac{mg}{k}=0,04m\)

    Thời gian lò xo nén trong một chu kì: 

    \({{t}_{nen}}=\frac{2\alpha }{\omega }\) với \(\cos \alpha =\frac{\Delta {{l}_{0}}}{A}=\frac{0,04}{0,08}=\frac{1}{2}\Rightarrow \alpha =\frac{\pi }{3}\Rightarrow {{t}_{nen}}=\frac{2\frac{\pi }{3}}{5\pi }=\frac{2}{15}s\)

    Chọn B.

      bởi My Le 11/07/2021
    Like (0) Báo cáo sai phạm

Nếu bạn hỏi, bạn chỉ thu về một câu trả lời.
Nhưng khi bạn suy nghĩ trả lời, bạn sẽ thu về gấp bội!

Lưu ý: Các trường hợp cố tình spam câu trả lời hoặc bị báo xấu trên 5 lần sẽ bị khóa tài khoản

Gửi câu trả lời Hủy
 
NONE

Các câu hỏi mới

AANETWORK
 

 

YOMEDIA
ATNETWORK
ON