Trao doi bai con lac LX dien truong masat

Tính vận tốc khi vật qua O lần thứ 3.[r]

Trao đổi bài toán của bạn Mai Thủy Ngân

Con lắc lò xo có độ cứng k = 5 N/m khối lượng quả nặng m = 50g dao động theo phương ngang có hệ số

ma sát  = 0,1 Tại M lò xo nén 10cm, tại O lò xo không biến dạng, m được tích điện 0,1C trong điện trường có E cùng chiều dương của trục và có độ lớn E = 2.104 V/m Thả nhẹ cho vật chuyển động Tính vận tốc khi vật qua O lần thứ 3 Cho g = 10 m/s2

Giải:

+ Trong điện trường VTCB mới O' có k*OO'=q*E  OO'=4*10-4(m)= 0,04cm

+ Bài toán đã cho trở thành cho con lắc lò xo nằm ngang dao động trong môi trường masat, ban đầu đưa vật đến vị trí lò xo nén 10,04 cm rồi buông nhẹ coi vị trí lò xo không biến dạng là O'

+ độ giảm biên độ trong mỗi nửa chu kỳ là:

kA kA mg (A A ) k(A A )(A A ) mg (A A )

mg (A A ) 2x 2* 0,02(m) 2cm

k

         



k m

O A1 A

MO=10cm; OO'=0,04cm MO'=O'A=10,04cm

AA1=2x0=2cm; MA2=4x0=4cm

2x 0

M A2 O'

4x 0

Sơ đồ:

Quảng đường khi qua O lần 3: S=MA 1 +A 1 A 2 +A 2 O=18,08+14,08+6=38,16(cm)

(Nửa chu kỳ đầu S1=2*10,04-2*1=18,08

Nửa chu kỳ thứ 2: biên độ dao động 10,04-2*1=8,04 quãng đường: S2=2*8,04-2=14,08

Một phần tư chu kỳ tiếp theo biên độ A2=O'A2= 8,04-2=6,04  S3=6,04-OO'=6

Tổng quảng đường đi được S=S1+S2+S3=38,16 (cm))

Khi qua O lò xo "biến dạng" OO' , thế năng đàn hồi bằng

2 1

k( ')

2 OO

Do đó:

kA mv k *( ') mg *S

*5*(0,1004) *0,05* v *5*0,0004 0,05*10*0,1*0,3816

v 0, 4948(m / s) 49, 48(cm / s)

OO

   