by Một con lắc lò xo dao động điều hòa theo phương ngang với năng lượng dao động là 20 mJ và lực đàn hồi cực đại là 2N. Gọi I là điểm cố định của lò xo. Khoảng thời gian ngắn nhất từ khi điểm I chịu tác dụng của lực kéo đến khi chịu tác dụng của lực nén có cùng độ lớn 1N là 0,1s. Quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong 0,2s là:
A. \(2\sqrt{3}\) cm.
B. 2 cm.
C. 4 cm.
D. \(2\sqrt{2}\) cm.
Hướng dẫn
\(\left\{\begin{matrix} W = \frac{1}{2}kA^2 = 20.10^{-3}\\ F_{dh\ max} = kA = 2N \ \ \ \end{matrix}\right. \Rightarrow \left\{\begin{matrix} A = 0,02\ m = 2\ cm\\ k = 100 \ N/m \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right.\)
|Fkéo| = k.|x| = 1 → x = \(\pm\) 1
|Fnén| = k.|x| = 1 → x = – 1 thì lò xo bị nén
\(\rightarrow \Delta t_{min} = \frac{T}{6} = 0,1s \rightarrow T = 0,6s\)
\(\rightarrow 0,2 = \frac{T}{3} \rightarrow\) trong 0,2s vật quét được 1 góc \(\varphi =120^0\)
\(S_{max } = 2A.\sin \left ( \frac{\varphi }{2} \right ) = 2\sqrt{3}\ cm\)
