Một con lắc lò xo thẳng đứng có k = 50 N/m, treo vật có khối ℓượng 250g, lấy g = ²= 10m/s². Từ vị trí cân bằng kéo vật xuống một đoạn \[\sqrt {10} \]cm rồi truyền cho vật vận tốc đầu \[20\pi \sqrt 2 cm/s\] hướng thẳng đứng. Tỉ số thời gian ℓò xo bị nén và bị dãn trong một chu kỳ là

+ Tần số góc của dao động: \[\omega = \sqrt {\frac{k}{m}} = \sqrt {\frac{{50}}{{0,25}}} = 10\sqrt 2 \left( {{\rm{rad/s}}} \right)\]

+ Độ biến dạng của lò xo khi ở VTCB: \[\Delta \ell = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,25.10}}{{50}} = 0,05m = 5cm\]

+ Biên độ dao động của con lắc: \[{A^2} = {x^2} + {\left( {\frac{v}{\omega }} \right)^2} \Rightarrow A = 0,05\sqrt 2 m = 5\sqrt 2 cm\]

+ Thời gian lò xo bị nén: t_nén= \[\frac{2}{\omega }.arccos\left( {\frac{{\Delta \ell }}{A}} \right) = \frac{2}{{10\sqrt 2 }}.arccos\left( {\frac{5}{{5\sqrt 2 }}} \right) = \frac{{\pi \sqrt 2 }}{{40}}s\]

+ Tỉ số giữa thời gian lò xo bị nén và bị dãn trong một chu kì \[\left( {T = \frac{{2\pi }}{\omega } = \frac{{\pi \sqrt 2 }}{{10}}s} \right)\]là:

\[\frac{{{t_{nen}}}}{{{t_{dan}}}} = \frac{{{t_{nen}}}}{{T - {t_{nen}}}} = \frac{{\frac{{\pi \sqrt 2 }}{{40}}}}{{\frac{{\pi \sqrt 2 }}{{10}} - \frac{{\pi \sqrt 2 }}{{40}}}} = \frac{1}{3}\]

Chọn đáp án C