Một con lắc lò xo đặt nằm ngang, một đầu cố định, đầu kia gắn vật nhỏ. Lò xo có độ cứng 200N/m , vật có khối lượng 200g. Vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì tác dụng vào vật một lực có độ lớn 4N không đổi trong 0,5s. Sau khi ngừng tác dụng, vật dao động với biên độ là
A. 2 cm B. 2,5 cm C. 4 cm D. 3 cm
khi có thêm lực F = 4N không đổi, thì vị trĩ cân bằng bây giờ là ở vị trí mới sao cho lò xo biến dạng một đoạn Xo so với vị trí cân bằng ban đầu ( khi lò xo chưa biến dạng). ta có:
k.Xo=F -> Xo=F/k =4/200 = 0,02m=2cm
lúc đó VTCB cũ trở thành vị trí biên của cân bằng mới. nên biên độ lúc này là A = 2cm
Hình vẽ:
........................VTCB(cũ).............VTCB(mới)................A........................>x
Tuy nhiên lực F =4N chỉ tồn tại trong thời gian t= 0,5. mà chu kì con lắc là: T=2pi.can(m/k)=0,2s
vậy: t/T = 0,5/0,2 =2,5 -> t=2,5T =2T +T/2
như vậy vào thời điểm lực F thôi tác dụng thì vật ở vị trí biên A. kể từ đó về sau ta có con lắc không có lực F nữa nên VTCB bây giờ là VTCB cũ ( lò xo không biên dạng) và A trở thành vị trí biên ngay khi thôi tác dụng lực F. nên biên độ bây giờ là A'=4cm
