Một con lắc lò xo, lò xo có khối lượng không đáng kể, độ cứng $40 (N/m)$, vật nặng $M=400g$ có thể trượt không masát trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ đang ở trạng thái cân bằng, dùng một vật $m = 100g$ bắn vào M theo phương nằm ngang với vận tốc $1 (m/s)$. Va chạm là hoàn toàn đàn hồi. Sau khi va chạm vật M dao động điều hòa theo phương ngang với cơ năng là:
Trả lời bởi giáo viên
Vật m chuyển động với vận tốc \({v_0}\) đến va chạm vào vật M đứng yên.
Gọi V là vận tốc của hệ hai vật M+m ở vị trí cân bằng.
Va chạm đàn hồi: \(\left\{ \begin{array}{l}m{v_0} = mv + MV\\\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}m{v^2} + \frac{1}{2}M{V^2}\end{array} \right. \Rightarrow V = \dfrac{{2m{v_0}}}{{M + m}}\)
$\begin{array}{l}
V = \dfrac{{2m{v_0}}}{{m + M}} = \dfrac{{2.0,1.1}}{{0,1 + 0,4}} = 0,4(m/s)\\
\to A = \dfrac{V}{\omega } = \frac{V}{{\sqrt {\dfrac{k}{M}} }} = \dfrac{{0,4}}{{\sqrt {\dfrac{{40}}{{0,4}}} }} = 0,04(m)\\
W = \dfrac{1}{2}k{A^2} = 0,032J
\end{array}$