Một lò xo có độ cứng K = 20N/m đặt trên một mặt phẳng nhẵn nằm ngang. Một đầu gắn cố định, một đầu gắn với một vật nhỏ khối lượng m = 200g. Kéo vật dọc theo trục của lò xo cho lò xo dãn 6 cm rồi buông nhẹ. TÍnh:
a, Thế năng đàn hồi của lò xo khi lò xo dãn 6 cm ?
b, Vận tốc của vật khi nó đi qua vị trí động năng bằng ba lần thế năng ?
Đáp án:
a. Wto = 0,036J
b. v = 0,52m/s
Giải thích các bước giải:
a. Thế năng đàn hồi của lò xo khi dãn 6cm là:
${W_{{t_o}}} = \dfrac{1}{2}k\Delta {l_o}^2 = \dfrac{1}{2}{.20.0,06^2} = 0,036J$
b. Vận tốc của vật khi đi qua vị trí động năng bằng 3 lần thế năng là:
$\begin{array}{l}
{W_{{t_o}}} = {W_d} + {W_t} = {W_d} + \dfrac{{{W_d}}}{3} = \dfrac{4}{3}{W_d} = \dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}.m{v^2} = \dfrac{2}{3}m{v^2}\\
\Rightarrow v = \sqrt {\dfrac{{3{W_{{t_o}}}}}{{2m}}} = \sqrt {\dfrac{{3.0,036}}{{2.0,2}}} = 0,52m/s
\end{array}$