Một vật có khối lượng 40kg gắn vào đầu lò xo nằm ngang có độ cứng 500N/m.
a, Tính thế năng của hệ khi vật ở vị trí lò xo có độ biến dạng l=0,2m
b, Tính cơ năng của hệ nếu vật được thả không vận tốc ban đầu từ vị trí lò xo có độ biến dạng l=0,2m. Bỏ qua ma sát
Đáp án:
a. 250J
b. 250J
Giải thích các bước giải:
a. ĐỘ giãn của lò xò khi ở vị trí cân bằng là:
\[k\Delta x = mg \Rightarrow \Delta x = \frac{{mg}}{k} = \frac{{40.10}}{{500}} = 0,8m\]
Chọn gốc thế năng tại vị trí cân bằng
Thế năng của hệ là:
\[{{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_{dh}} + {{\rm{W}}_{hd}} = \frac{1}{2}k\Delta {l^2} + mg\left( {\Delta x – \Delta l} \right) = \frac{1}{2}.500.0,{2^2} + 40.10.\left( {0,8 – 0,2} \right) = 250J\]
b. Cơ năng của hệ bằng thế năng của hệ ban đầu vì cơ năng luôn được bảo toàn:
\[{{\rm{W}}_c} = {{\rm{W}}_t} = 250J\]
Đáp án:b, 10J
Giải thích các bước giải:
chọn mốc thế năng trọng trường là VT nằm ngang cơ năng của hệ:
W=Wt=1/2 . k. Δl20=1/2.500.(0,2)^2 =10(J)