Qủa cầu m=50g gắn ở đầu lò xo thẳng đứng, đầu trên của lò xo cố định, độ cứng k = 0.2N/cm. Ban đầu m được giữ ở vị trí lò xo thẳng đứng và có chiều dài tự nhiên. Buông m không vận tốc đầu.
a, Tính vận tốc của quả cầu tại vị trí cân bằng
b, Tìm độ giãn cực đại của lò xo trong quá trình chuyển động.
Đáp án:
a) 0,5m/s
b) 5cm
Giải thích các bước giải:
a) Tại VTCB lò xo giãn 1 đoạn là:
\(\Delta {l_0} = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{0,5}}{{20}} = 0,025m = 2,5cm\)
Vận tốc của quả cầu tại VTCB là:
\(\dfrac{1}{2}k\Delta l_0^2 = \dfrac{1}{2}m{v^2} \Rightarrow v = \sqrt {\dfrac{{k\Delta l_0^2}}{m}} = 0,5m/s\)
b) Độ giãn cực đại của lò xo là:
\(\Delta {l_{\max }} = 2\Delta {l_0} = 5cm\)