Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 50 N/m và vật nặng khối lượng 200 g

Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 50 N/m và vật nặng khối lượng 200 g

Đề bài: Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ cứng k = 50 N/m và vật nặng khối lượng 200 g. Kéo vật thẳng đứng xuống dưới để lò xo dãn 12 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hòa. Bỏ qua mọi lực cản, lấy g = 10 m/s² và π² = 10. Khoảng thời gian mà lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng cùng chiều với lực hồi phục trong 1 chu kỳ là

A. $\frac{1}{15}\left(s\right)$  .

B. $\frac{4}{15}\left(s\right)$ .

C. $\frac{1}{30}\left(s\right)$.

D. $\frac{1}{3}\left(s\right)$ .

Lời giải

Tần số góc:  $\omega =\sqrt{\frac{k}{m}}=5\pi \Rightarrow T=0,4\left(s\right)$

Độ dãn của lò xo ở VTCB:  $\Delta \mathcal{l}=\frac{mg}{k}=4\left(cm\right)$

Kéo vật thẳng đứng xuống dưới để lò xo dãn 12 cm rồi thả nhẹ cho vật dao động điều hoà => Biên độ dao động: A = 12 – 4 = 8 cm

Biểu diễn trên đường tròn lượng giác khoảng thời gian hai lực cùng chiều (mô tả bởi phần trắng trên đường tròn)

Từ đường tròn lượng giác  $\Rightarrow t=\frac{5T}{6}=\frac{1}{3}\left(s\right)$

Đáp án đúng: D