MỘT CON LẮC LÒ XO GỒM LÒ XO NHẸ VÀ VẬT NHỎ KHỐI LƯỢNG 100G ĐANG DAO Đ...

Câu 1: Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ và vật nhỏ khối lượng 100g đang dao động điều hòa theo

phương ngang, mốc tính thế năng tại vị trí cân bằng. Từ thời điểm t

= 0 đến t

= π

48 s, động

năng của con lắc tăng từ 0,096 J đến giá trị cực đại rồi giảm về 0,064 J. Ở thời điểm t

, thế năng

của con lắc bằng 0,064 J. Biên độ dao động của con lắc là

A. 5,7 cm. B. 7,0 cm. C. 8,0 cm. D. 3,6 cm.

Lời giải

- Ở thời điểm t

ta thấy, con lắc có động năng là 0,064 J và thế năng là 0,064 J. Suy ra cơ

năng của con lắc là : 0,064 J + 0,064 J = 0,128 J.

Tuân

- Có cơ năng tức là có W = mω

A

2 = 0, 128 J (1), mà đề bài cho khối lượng, như vậy để tính biên

độ ta cần tính được ω .

- Tại thời điểm t

= 0 ta có W

= 0, 096 J nên suy ra thế năng W

= 0, 128 − 0, 096 = 0, 032 J, mà

√ W

)

( x

W

, hay x = ± A ·

W =

A

W , nên li độ tại thời điểm này là :

x

= ± A

2 .

Hải

- Tương tự, tại thời điểm t

ta có W

= 0, 064 J nên li độ tại thời điểm này là

√ 2 .

x

= ± A

- Theo bài ra, từ thời điểm t

đến thời điểm t

, động năng của con lắc tăng đến giá trị cực đại

rồi giảm, tức là thế năng của con lắc giảm đến 0 rồi tăng, tương ứng với vật đi từ vị trí có li độ

√ 2 hoặc ngược lại. Cả hai trường hợp đều cho ta

x

= + A

2 , qua vị trí cân bằng, rồi đến x

= − A

góc quét được trên đường tròn là 5π

24 . Vậy ta có

12 , ứng với thời gian 5T

Tăng

π

48 = 5T

24 ⇒ ω = 20 rad/s.

- Thay ω = 20 rad/s vào (1) ta tính được A = 8 cm.

Đáp án C.