Một con lắc lò xo gồm vật nặng có khối lượng \(m = 160g\) dao động điều hoà với cơ năng \({\rm{W}} = 2mJ\) và gia tốc cực đại \({a_{max}} = 50cm/{s^2}\). Biên độ và tần số góc của dao động là:
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
+ Cơ năng: \({\rm{W = }}\dfrac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}\)
+ Gia tốc cực đại: \({a_{{\rm{max}}}} = {\omega ^2}A\)
\(\begin{array}{l} \to \dfrac{{\rm{W}}}{{{a_{{\rm{max}}}}}} = \dfrac{{mA}}{2} = \dfrac{{{{2.10}^{ - 3}}}}{{0,5}} = {4.10^{ - 3}}\\ \to A = \dfrac{{{{2.4.10}^{ - 3}}}}{m} = \dfrac{{{{2.4.10}^{ - 3}}}}{{0,16}} = 0,05m = 5cm\end{array}\)
Thay vào amax \( \to \omega = \sqrt {\dfrac{{{a_{{\rm{max}}}}}}{A}} = \sqrt {\dfrac{{0,5}}{{0,05}}} = \sqrt {10} {\rm{r}}a{\rm{d}}/s\)
Hướng dẫn giải:
+ Áp dụng biểu thức tính cơ năng:\({\rm{W = }}\dfrac{1}{2}m{\omega ^2}{A^2}\)
+ Áp dụng biểu thức tính gia tốc cực đại: \({a_{{\rm{max}}}} = {\omega ^2}A\)