Bài 5.9 trang 9, 10, 11, 12 SBT Vật lý 11 - Kết nối tri thức: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I có định, quả cầu có khối lượng 100 g...

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng vào điểm I có định, quả cầu có khối lượng 100 g. Con lắc dao động điều hoà theo phương trình: $x = 4\cos 10\sqrt 5 t(cm)$với t tính theo giây. Lấy g = 10 $m/{s^2}$. Tính lực đàn hồi cực đại và cực tiều do lò xo tác dụng lên điểm I.

Tần số góc của con lắc lò xo : $\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{g}{{\Delta l}}}$

Lực đàn hồi của lò xo : ${F_{dh}} = k\Delta l$

Lời giải chi tiết :

Tần số góc của con lắc lò xo là :

$\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{g}{{\Delta l}}} = > 10\sqrt 5 = \sqrt {\frac{k}{{0,1}}} = \sqrt {\frac{{10}}{{\Delta l}}}$

$= > \{ _{\Delta l = 0,02(m)}^{k = 50(N/m)}$

Biên độ dao động của con lắc : $A = 4cm > \Delta l$ => Vật có thể giãn có thể nén trong quá trình dao động

=> Lực đàn hồi dãn max khi vật ở vị trí thấp nhất :

${F_{dh\max }} = k.(\Delta l + A) = 50.(0,02 + 0,04) = 3(N)$

=> Lực đàn hồi nén max khi vật ở vị trí cao nhất :

${F_{dh\max }} = k.(A - \Delta l) = 50.(0,04 - 0,02) = 1(N)$

=> Lực đàn hồi min khi vật ở vị trí cân bằng => ${F_{dh\min }} = 0$