Cho một lò xo có độ cứng k=40 N/m được đặt trên một mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Một đầu gắn cố định đầu còn lại gắn vật có khối lượng m= 100g. Khi lò xo có chiều dài tự nhiên thì vật M đang nằm vị trí cân bằng O. Từ O ta truyền một vật có vận tốc Vo = 80m/s có phương trùng với trục của lò xo và có chiều làm cho lò xo bị nén
a) Tính độ biến dạng cực đại của lò xo
b) Tính thế năng đàn hồi của lò xo và vận tốc của vật tại ví trí mà lo xo dãn 2cm
Đáp án:
a. 16m
b. 0,08J
79,99m/s
Giải thích các bước giải:
chọn mốc thế năng vtri lò xo không biến dạng
a. vtri vật khi lò xo biến dạng cực đại A
\(\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_o}\\
\Rightarrow \frac{1}{2}k\Delta l_A^2 = \frac{1}{2}mv_0^2\\
\Rightarrow 40.\Delta l_A^2 = 0,{1.80^2}\\
\Rightarrow \Delta {l_A} = 16\left( m \right)\\
b.{{\rm{W}}_{tB}} = \frac{1}{2}k\Delta l_B^2 = \frac{1}{2}.40.0,{02^2} = 0,008\left( J \right)\\
{{\rm{W}}_{tB}} + {{\rm{W}}_{dB}} = {{\rm{W}}_o}\\
\Rightarrow 0,008 + \frac{1}{2}.0,1.v_B^2 = \frac{1}{2}.0,{1.80^2}\\
\Rightarrow {v_B} = 79,99\left( {m/s} \right)
\end{array}\)