Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có k=50N/m, vật nặng có khối lượng m1=300g, dưới nó treo thêm vật nặng m2=200g bằng day không dãn. nâng hệ vật để lò xo không biến dạng rồi thả nhẹ để hệ vật chuyển động. khi hệ vật qua vị trí cân bằng thì đốt dây nối giữa hai vật.Tỉ số giữa lực đàn hồi của lò xo và trọng lực khi vật m1 xuống thấp nhất là
Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng khi chưa đứt dây là:[tex]\Delta l=\frac{\left(m_{1}+m_{2} \right)g}{k}=\frac{0,5.10}{50}=0,1m=10cm[/tex]
Độ dãn của lò xo ở vị trí cân bằng khi chỉ có m1 là:[tex]\Delta l'=\frac{m_{1}.g}{k}=\frac{0,3.10}{50}=0,06m=6cm[/tex]
Khi con lắc dao động đi qua vị trí cân bằng và đốt dây nối vậy lực hồi phục tác dụng lên m1 là [tex]F=k.\left(\Delta l-\Delta l' \right)[/tex] và so với vị trí cân bằng khi chỉ có m1 thì m1 đang cách 4cm. Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng với mốc thế năng ta chọn là tại vị trí cân bằng của m1:[tex]\frac{1}{2}k.x^{2}+\frac{1}{2}m_{1}v^{2}=\frac{1}{2}k.A^{2}_{1}\Leftrightarrow A_{1}=\sqrt{x^{2}+\frac{m_{1}\frac{k}{m_{1}+m_{2}}.\Delta l^{2}}{k}}=0,087m[/tex]
Vậy lực đàn hồi lò xo tác dụng vào m1 khi nó ở vị trí thấp nhất là:[tex]F_{dh1}=k\left(\Delta l'+A_{1} \right)=50.\left(0,06+0,087 \right)=7,35N[/tex]
Ta có tỉ số:[tex]\frac{F_{dh1}}{P_{1}}=\frac{7,35}{0,3.10}=2,45[/tex]
