Một con lắc lò xo gồm một quả cầu có khối lượng 200g gắn vào một lò xo có độ cứng k. Con lắc thực hiện 5 dao động toàn phần hết 2s. Biên độ dao đọng là 8 cm. Hãy xác định
Độ cứng của lò xo
Viết phương trình dao động. Chọn góc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm
Đáp án:
8cos(5π+π/2)
độ cứng: k=50 N/m
Giải thích các bước giải:
5 giao động hết 2s => T=0,4s (lấy số giao động chia thời gian) => ω=2π/T=2π/0,4=5π
biên độ = 8 => A=8 cm
gốc thời gian tại vị trí cân bằng theo chiều âm => góc ∝ = π/2
còn lại là thay số vào công thức x=Acos(ωt+∝) (cm)
độ cứng lò xo
ta có ω=√k/√m => k = ω².m (lưu ý m để đơn vị kg)
Đáp án:
$\begin{align}
& k=50N/m \\
& x=8.cos(5\pi t-\frac{\pi }{2}) \\
\end{align}$
Giải thích các bước giải:
$\begin{align}
& m=0,2kg;N=5\text{dd};t=2s \\
& A=8cm \\
\end{align}$
a) độ cứng là xo:
$\begin{align}
& T=\dfrac{t}{N}=\dfrac{2}{5}=0,4s \\
& T=2\pi \sqrt{\dfrac{m}{k}} \\
& \Rightarrow k=\dfrac{4{{\pi }^{2}}m}{{{T}^{2}}}=\dfrac{4.{{\pi }^{2}}.0,2}{0,{{4}^{2}}}=50N/m \\
\end{align}$
b) Tần số góc:
$\omega =\dfrac{2\pi }{T}=\dfrac{2\pi }{0,4}=5\pi $
Chọn góc thời gian là lúc vật qua vị trí cân bằng theo chiều âm:
$\varphi =-\dfrac{\pi }{2}$
phương trình dao động:
$\begin{align}
& x=A.cos(\omega t+\varphi ) \\
& =8.cos(5\pi t-\dfrac{\pi }{2}) \\
\end{align}$