Một vật nhỏ có khối lượng m = 100g được treo vào hệ 2 lò xo giống hệt nhau mắc song song . Mỗi lò xo có độ cứng bằng 50N/m và có chiều dài 20cm. đầu còn lại của lò xo được treo vào một điểm cố định. Thời điểm t = 0 người ta kéo vật sao cho lò xo có chiều dài 24cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà theo phương thẳng đứng. Tính quãng đường vật đi được sau 1,025s |
[TBODY]
[/TBODY]
Vì hai lò xo song song thẳng đứng, tính độ cứng tổng hợp: [tex]K=K_1+K_2=100N/m[/tex]
Độ dãn tự nhiên: [tex]\Delta l_0=\frac{mg}{K}=\frac{0,1.10}{100}=0,01(m)=1(cm)[/tex]
Kéo lò xo sao cho lò xo dãn [tex]4,0(cm)[/tex], tức là biên độ bằng [tex]3,0(cm)[/tex]
Tần số góc: [tex]\omega=\sqrt{\frac{K}{m}}=10\pi(rad/s);\pi^2=10[/tex]
Gốc thời gian lúc vật ở biên âm hoặc dương.
Sau thời gian [tex]1,025(s)[/tex] kể từ lúc vật ở biên (âm hoặc dương) thì trên vòng tròn lượng giác quét được góc [tex]\Delta \varphi = \omega t=\frac{41}{4}\pi(rad)[/tex]
Phân tích góc quét: [tex]\frac{41}{4}\pi=\frac{40}{4}\pi+\frac{\pi}{4}=10\pi+\frac{\pi}{4}[/tex]
Mà, cứ [tex]2\pi[/tex] thì trên vòng tròn vật đi được 01 chu kỳ tức là 4A, vậy vật đi được trước tiên là 20A (vật về lai vị trí biên).
Còn góc [tex]\frac{\pi}{4}[/tex] thì vật sẽ đi được quãng đường nữa đó là: [tex]A-\frac{A}{\sqrt{2}}[/tex]
Tổng quãng đường đi: [tex]20A+(A-\frac{A}{\sqrt{2}})[/tex]