Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03kg

Trang trước Trang sau

Câu 6.8 trang 13 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 0,03kg và lò xo có độ cứng k = 1,5N/m. Vật nhỏ được đặt trên giá đỡ cố định nằm ngang dọc theo trục của lò xo. Hệ số ma sát trượt giữa giá đỡ và vật nhỏ là $μ = 0, 2$ . Ban đầu, giữ vật ở vị trí lò xo bị dãn một đoạn $Δ l_{0} = 15 cm$ rồi buông nhẹ để con lắc dao động tắt dần. Lấy g = 10m/s². Tính tốc độ lớn nhất mà vật nhỏ đạt được trong quá trình dao động.

Lời giải:

Vật đạt tốc độ lớn nhất tại vị trí O mà lực ma sát cân bằng với lực đàn hồi của lò xo, khi đó vật còn cách vị trí mà lò xo không biến dạng một đoạn $Δ l$ xác định bởi: $μ mg = k \cdot Δ l \Rightarrow Δ l = \frac{μ mg}{k} = \frac{0, 2 \cdot 0, 03 \cdot 10}{1, 5} = 0, 04 m.$

Công của lực ma sát trên đoạn $Δ l_{0} - Δ l$ đó bằng độ giảm cơ năng khi vật đi từ vị trí ban đầu tới vị trí cân bằng nói trên:

$- μ mg (Δ l_{0} - Δ l) = \frac{{mv}_{\max}^{2}}{2} + \frac{k \cdot Δ l^{2}}{2} - \frac{k \cdot Δ l_{0}^{2}}{2}$

Thay số: -0,1.0,03.10(0,15-0,04) = $\frac{0, 03 v_{max}^{2}}{2} + \frac{1, 5 \cdot 0, 04^{2}}{2} - \frac{1, 5 \cdot 0, 15^{2}}{2}$

Suy ra: $v_{max}$ = 0,91m/s = 91 cm/s.

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 11 Kết nối tri thức khác