bài tập về thế năng-động năng của lò xo

[thaotrangcun]

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

Hai lò xo có k1 =20N/m, k2 =60N/m nối với nhau và tại gốc của lò xo k1 nối với điểm cố định A. vật m=0,15 kg treo ở đầu lò xo k2.
a) Tính độ biến dang của 2 lò xo tại VTCB O.
b) Kéo m lệch khỏi VTCB một đoạn x= 0,02 m. Tính thế năng của hệ tại x.
Chọn mốc tính thế năng tại O.
cho biết đáp số là: a) 7,5cm ; 2,5cm
b) 3mJ

 

[congratulation11]

a) Tại vị trí cân bằng:

$F_{dh1}=F_{dh2}=P=mg=1,5 \ \ (N)$

Suy ra: $\Delta l_1=\dfrac{F_{dh1}}{k_1}=\dfrac{1,5}{20}=0,075 \ \ (m) \\ \Delta l_2=\dfrac{F_{dh2}}{k_2}=\dfrac{1,5}{60}=0,025 \ \ (m)$

b) Gọi k là độ cứng của hệ lò xo.

Ta có: $\dfrac{1}{k}=\dfrac{1}{k_1}+\dfrac{1}{k_2}=\dfrac{1}{15} \rightarrow k=15 \ \ (N/m)$

Hệ hai lò xo ghép nối tiếp như trên tương đương với 1 lò xo có độ cứng k, chiều dài tự nhiên bằng tổng chiều dài tự nhiên của hai lò xo đã cho.

Mặt khác khi cân bằng, thế năng trọng trường và thế năng đàn hồi khử lẫn nhau.

Khi đó ta coi hệ 'vật - lò xo' tương đương với 1 lò xo không treo vật, có chiều dài tự nhiên bằng chiều dài của lò xo ghép khi đã biến dạng ở trạng thái cân bằng.

Thế năng của hệ tại x là:

$W=\dfrac{1}{2}kx^2=3.10^{-3} \ \ (J)$

Đáp số: ...