Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,2kg lò xo nhẹ có độ cứng k = 20 N/m dao động trên mặt phẳng nằm ngang...

Bài tập 6.7. Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ khối lượng m = 0,2kg lò xo nhẹ có độ cứng k = 20 N/m dao động trên mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nằm ngang là $\mu$ = 0,01. Từ vị trí lò xo không bị biến dạng, truyền cho vật vận tốc ban đầu có độ lớn $v_{0} = 1$ m/s dọc theo trục lò xo (lấy g = 10 m/s^{2}$). Tính độ lớn lực đàn hồi cực đại của lò xo trong quá trình dao động.


Độ lớn của lực đàn hồi sẽ đạt cực đại khi vật ra tới vị trí biên lần đầu tiên sau khi được truyền vận tốc $v_{0}$ (vì biên độ ở các lần sau sẽ không bằng được ở lần nảy). Công của lực ma sát trên đoạn biên độ A đầu tiên đó bằng độ giảm cơ năng khi vật đi từ vị trí ban đầu tới vị trí biên:

$-\mu mgA=\frac{kA^{2}}{2}-\frac{mv_{o}^{2}}{2}$

$-0,01.0,2.10A=\frac{20A^{2}}{2}-\frac{0,2.1^{2}}{2} \Rightarrow 10^{2}+0,02A-0,1=0$

$ \Rightarrow A=0,099 m \Rightarrow F_{đh max}=kA=20.0,099=1,98N$


Bình luận

Giải bài tập những môn khác