Câu hỏi:
2 năm trước
Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương thẳng đứng với chu kì $0,4s$ và biên độ $8cm$. lấy $g = 10 m/s^2$ và \({\pi ^2} \approx 10\). Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần công suất tức thời của lực đàn hồi bằng $0$ là:
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: c
Chọn chiều dương hướng xuống, ta có:
Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng:
\(\Delta l = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{mg}}{{m{\omega ^2}}} = \dfrac{g}{{{{\left( {\dfrac{{2\pi }}{T}} \right)}^2}}} = \dfrac{{10}}{{{{\left( {\dfrac{{2\pi }}{{0,4}}} \right)}^2}}} = 0,04m = 4cm\)
Lực đàn hồi tại vị trí bất kì:
\({F_{dh}} = k(\Delta l + x)\)
Công suất tức thời: \(P = \left| {Fv} \right| = k\left| {(\Delta l + x)v} \right|\)
Ta có: P = 0 khi \(\left[ \begin{array}{l}x = - \Delta l = - 4cm\\v = 0 \to x = \pm A\end{array} \right.\)
Vẽ vòng tròn lượng giác, ta được:
=> Khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần công suất tức thời của lực đàn hồi bằng $0$ chính bằng khoảng thời gian đi từ $-4cm$ đến $-8cm$ hoặc ngược lại. Khoảng thời gian đó là: \(\Delta t = \dfrac{T}{6} = \dfrac{{0,4}}{6} = \dfrac{1}{{15}}s\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng biểu thức tính độ dãn tại vị trí cân bằng của con lắc lò xo treo thẳng đứng: \(\Delta l = \dfrac{{mg}}{k}\)
+ Áp dụng biểu thức tính lực đàn hồi:
\({F_{dh}} = k(\Delta l + x)\)
+ Áp dụng biểu thức tính công suất tức thời: $P = |Fv|$
+ Sử dụng vòng tròn lượng giác và trục thời gian suy ra từ vòng tròn
Câu hỏi khác
- Đề kiểm tra 15 phút chương 1: dao động cơ - đề số 01 Lý 12 có lời giải chi tiết
- Đề kiểm tra 15 phút chương 1: dao động cơ - đề số 02 Lý 12 có lời giải chi tiết
- Đề kiểm tra 1 tiết chương 1: Dao động cơ - đề số 02 Lý 12 có lời giải chi tiết
- Đề kiểm tra 1 tiết chương 1: Dao động cơ - Đề số 01 Lý 12 có lời giải chi tiết
- Đề kiểm tra 15 phút chương 1: dao động cơ - đề số 03 Lý 12 có lời giải chi tiết
