Một lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k=100N/m. Một đầu treo vào một điểm cố định, đầu còn lại treo một vật nặng khối lượng 500g. Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn 10cm rồi buông nhẹ cho vật dao động điều hòa. Lấy g=10m/s2. Xác định khoảng thời gian mà lò xo bị nén ∆t1 và bị dãn ∆t2 trong một chu kỳ?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có:
Độ dãn của lò xo ở VTCB: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k} = 0,05m = 5cm = \frac{A}{2}\)
Chu kỳ dao động của con lắc: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} = 2\pi \sqrt {\frac{{0,5}}{{100}}} = \frac{\pi }{{5\sqrt 2 }}{\rm{s}}\)
\(\Delta l = \frac{A}{2} \to \left\{ \begin{array}{l}{t_n} = \Delta {t_1} = 2{t_{( - A \to \frac{{ - A}}{2})}} = 2.\frac{T}{6} = \frac{T}{3} = \frac{\pi }{{15\sqrt 2 }}s\\{t_g} = \Delta {t_2} = T - {t_n} = \frac{{2T}}{3} = \frac{{2\pi }}{{15\sqrt 2 }}s\end{array} \right.\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng công thức tính độ dãn của lò xo treo thẳng đứng ở VTCB: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k}\)
+ Sử dụng công thức tính chu kỳ dao động của con lắc: \(T = 2\pi \sqrt {\frac{m}{k}} \)
+ Vận dụng công thức tính thời gian nén - giãn trong một chu kì.