by Con lắc lò xo gồm vật nặng khối lượng m và lò xo độ cứng k = 10 N/m có thể dao động điều hòa trên mặt phẳng nằm ngang không ma sát. Ban đầu giữ vật m tại vị trí mà lò xo bị nén 8 cm. Đặt một vật có khối lượng m’ = m trên mặt phẳng và sát với vật m. Buông nhẹ để hai vật chuyển động theo phương của trục lò xo. Năng lượng của con lắc lò xo trên sau khi vật m’ rời khỏi vật m là:
A. 8 mJ.
B. 12 mJ.
C. 16 mJ.
D. 20 mJ.
Hướng dẫn
Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho cả 2 vật khi chuyển động từ vị trí biên tới VTCB
\(\frac{1}{2}kx_{0}^{2} = \frac{1}{2}(m+m’)v^2 \Rightarrow v = \sqrt{\frac{k}{m+m’}}.x_0\ (1)\)
Hai vật sẽ rời nhau ở vị trí cân bằng vậy lúc này chỉ còn vật m tiếp tục dao động và cơ năng tại vị trí cân bằng của nó là \(W = \frac{1}{2}mv^2 \ (2)\)
Từ (1) và (2) ta có: \(W = \frac{1}{2}m\frac{k}{2m}x_{0}^{2} = 16\ mJ\)
