Một người khối lượng 83 kg treo mình vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k = 270 N/m (Hình 5.2)...

Bài tập 5.14. Một người khối lượng 83 kg treo mình vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k = 270 N/m (Hình 5.2). Từ vị trí cân bằng, người này được kéo đến vị trí mà sợi dây dẫn 5 m so với chiều dài tự nhiên rồi thả ra. Coi chuyển động của người đó là một dao động điều hoà. Xác định vị trí và vận tốc của người này sau 2 s. Lấy g = 9,8 m/s$^{2}$

Một người khối lượng 83 kg treo mình vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k = 270 N/m (Hình 5.2).


Một người khối lượng 83 kg treo mình vào sợi dây bungee đàn hồi có độ cứng k = 270 N/m (Hình 5.2).

Chọn trục toạ độ Ox như hình.

Tần số góc của dao động: $\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{270}{83}} \approx 1,8$ rad/s

Lực phục hồi khi dây đàn hồi dãn 5 m so với độ dài tự nhiên là:

$F = k(\Delta l_{0} + x) – mg= 270.5 – 83.9,8=537$ N.

$\Rightarrow x=\frac{F}{k}=\frac{537}{270}=1,99 m$.

Do đó $v=0 \Rightarrow x=A$ nên A=1,99 m

$ \Rightarrow x_{t}=Acos(\omega t)=1,99cos(1,8t) (m)$

$v_{t}=-A\omega sin(\omega t)=-3,58sin(1,8t) (m/s)$

Thay t=2s vào phương trình li độ và vận tốc ta thu được:

$x_{t=2}= 1,99cos(1,8t)=1,99cos(1,8.2)=-1,78 (m)$

$v_{t=2}=- 3,58cos(1,8t)=-3,58sin(1,8.2)=1,58 (m/s)$


Giải những bài tập khác

Bình luận

Giải bài tập những môn khác