Lò xo có độ cứng \(k = 50N/m\), chiều dài tự nhiên của lò xo \({l_0} = 36cm\) treo vật có khối lượng \(m = 0,2kg\) có đầu trên cố định. Quay lò xo quanh một trục thẳng đứng qua đầu trên của lò xo, vật m vạch một đường tròn nằm ngang hợp với trục lò xo góc \({45^0}\). Tính chiều dài của lò xo khi quay?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:\(\omega = 2\pi f\)
Lực đàn hồi của lò xo đóng vai trò là lực hướng tâm:
Khi trục \(\Delta \) quay thì lò xo dãn một đoạn \(\Delta l\)
\( \to {F_{ht}} = {F_{dh}} \leftrightarrow m{\omega ^2}({l_0} + \Delta l) = k\Delta l\)
\( \to \Delta l(k - m{\omega ^2}) = m{\omega ^2}{l_0}\)
\( \to \Delta l = \dfrac{{m{\omega ^2}{l_0}}}{{k - m{\omega ^2}}}\)
Vậy chiều dài của lò xo khi quay: \(l = {l_0} + \Delta l\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng biểu thức tính trọng lực:\({F_{dh}} = k\Delta l\)
+ Áp dụng biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{\omega ^2}r\)