Một con lắc lò xo có độ cứng $k=100 N/m$ và vật nặng khối lượng $M =100 g$, vật dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với biên độ $A =4cm$. Khi vật ở biên độ dưới người ta đặt nhẹ nhàng một vật $m=300g$ vào con lắc. Hệ hai vật tiếp tục dao động điều hòa, vận tốc dao động cực đại của hệ là:
Trả lời bởi giáo viên
- Tại vị trí cân bằng:
Khi vật có khối lượng M thì lò xo dãn:
\(\Delta {l_1} = \frac{{Mg}}{k} = 1cm\)
Khi gắn thêm vật m thì lò xo dãn:
\(\Delta {l_1} = \frac{{(M + m)g}}{k} = 4cm\)
- Khi vật M biên dưới gắn thêm vật m:
Biên độ dao động của hệ vật là: A2=A1+∆l1-∆l2 =1cm
Tần số góc dao động của hệ:
\(\omega ' = \sqrt {\frac{k}{{M + m}}} = \sqrt {\frac{{100}}{{0,1 + 0,3}}} = 5\pi (ra{\rm{d}}/s)\)
=> Vận tốc dao động cực đại của hệ: \({v_{{\rm{max}}}} = \omega '{A_2} = 5\pi .1 = 5\pi (cm/s)\)