Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l0 một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên mặt bàn nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với tốc độ góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi :
l0=25cm,ω=20π(rad/s),m=5g;k=100N/m. Lấy π2=10.
Trả lời bởi giáo viên
Các lực tác dụng vào vật :
+ Quả cầu chuyển động tròn đều với tốc độ góc ω quanh trục (Δ)
+ Lực đàn hồi lúc này đóng vai trò là lực hướng tâm.
⇒Fdh=Fht⇔k.Δl=mω2R
Trong đó :
+ Δl là độ dãn của lò xo ;
+ R là bán kính quỹ đạo ⇒R=l=l0+Δl
Theo bài ra ta có : {k=100N/mm=0,005kgR=0,25+Δlω=20π(rad/s)
⇒100.Δl=0,005.(20π)2.(0,25+Δl)⇔100.Δl=20.(0,25+Δl)⇔100.Δl=5+20.Δl⇔80.Δl=5⇒Δl=0,0625m=6,25cm
Hướng dẫn giải:
+ Hợp lực của các lực tác dụng lên vật đóng vai trò là lực hướng tâm.
+ Công thức tính độ lớn lực hướng tâm: Fht=mv2r=m.ω2r
+ Lực đàn hồi: Fdh=k.Δl