Một con lắc lò xo gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m, một đầu gắn cố định vào tường, một đầu gắn với vật nặng có khối lượng m = 1 kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Ban đầu người ta dùng một giá chặn tiếp xúc với mặt làm cho lò xo bị nén 17 3 cm. Sau đó cho giá chuyển động dọc trục lò xo ra xa tường với gia tốc 3 m / s 2 . Khi giá chặn tách khỏi vật thì con lắc dao động điều hòa. Biên độ của dao động này là
A. 4 cm
B. 5 cm
C. 7 cm
D. 6 cm
Đáp án B
Phương trình động lực học cho vật theo phương ngang: F d h + N = m a , khi vật rời khỏi giá thì N = 0.
→ Δ l = m a k = 1.3 100 = 0 , 03 m
→ Vật sẽ rời giá chặn tại vị trí lò xo bị nén một đoạn 3 cm
+ Thời gian chuyển động của vật từ vị trí ban đầu đến khi rời khỏi giá t = 2 17 3 − 3 .10 − 2 3 = 2 15 s.
Vận tốc của vật khi rời khỏi giá chặn v = a t = 3 2 15 = 40 cm.
→ Biên độ dao động mới A = 3 2 + 40 10 2 = 5 cm.