Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03kg

Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03kg và lò xo có độ cứng k = 1,5N/m . Tính tốc độ lớn nhất mà vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động.

Sách bài tập Vật Lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng - Kết nối tri thức

Câu 6.8 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03kg và lò xo có độ cứng k = 1,5N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục của lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là $\mu =0,2$ . Ban đầu, giữ vật ở vị trí lò xo bị dãn một đoạn $\text{Δ}{l}_0=15\text{cm}$ rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10m/s². Tính tốc độ lớn nhất mà vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động.

Lời giải:

Vật đạt tốc độ lớn nhất tại vị trí O mà lực ma sát cân bằng với lực đàn hồi của lò xo, khi đó vật còn cách vị trí mà lò xo không biến dạng một đoạn $\text{Δ}l$ xác định bởi: $\mu \text{mg}=\text{k}\cdot \text{Δ}l\Rightarrow \text{Δ}l=\frac{\mu \text{mg}}{\text{k}}=\frac{0,2\cdot 0,03\cdot 10}{1,5}=0,04\text{m.}$

Công của lực ma sát trên đoạn $\text{Δ}{l}_0-\text{Δ}l$ đó bằng độ giảm cơ năng khi vật đi từ vị trí ban đầu tới vị trí cân bằng nói trên:

$-\mu \text{mg}\left(\text{Δ}{l}_0-\text{Δ}l\right)=\frac{{\text{mv}}_{\max }^2}{2}+\frac{\text{k}\cdot \text{Δ}{l}^2}{2}-\frac{\text{k}\cdot \text{Δ}{l}_0^2}{2}$

Thay số: -0,1.0,03.10(0,15-0,04) = $\frac{0,03v_{\text{max}}^2}{2}+\frac{1,5\cdot 0,{04}^2}{2}-\frac{1,5\cdot 0,{15}^2}{2}$

Suy ra: $v_{\text{max}}$ = 0,91m/s = 91 cm/s.

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng hay khác:

• Câu 6.1 trang 12 Sách bài tập Vật Lí 11: Tìm phát biểu sai.Dao động tắt dần là dao động có ....

• Câu 6.2 trang 12 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong dao động tắt dần, một phần cơ năng đã biến đổi thành ....

• Câu 6.3 trang 12 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo đang dao động tắt dần, sau ba chu kì đầu tiên, biên độ của nó giảm đi 10% ....

• Câu 6.4 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo dao động tắt dần theo phương ngang với chu kì T = 0,2s, lò xo nhẹ, vật nhỏ dao động có khối lượng 100g ....

• Câu 6.5 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một người xách một xô nước đi trên đường, mỗi bước đi dài L = 50 cm thì nước trong xô bị sóng sánh mạnh nhất ....

• Câu 6.6 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm lò xo có khối lượng không đáng kể. Chu kì dao động của con lắc là 0,1$\pi$(s) ....

• Câu 6.7 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,2 kg, lò xo nhẹ có độ cứng k = 20N/m ....

• Câu 6.9 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,02 kg và lò xo có độ cứng k = 1N/m ....