Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Vật lý - Lớp 11
18/07 21:07:59

Tính vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng O lần thứ 2

tính vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng O lần thứ 2
 
----- Nội dung dịch tự động từ ảnh -----
Một con lắc lò xo có độ cứng K = 100 N/m gắn với vật nhỏ m có khối lượng là
400 gam được đặt trên 1 mặt phẳng nằm ngang. Hệ số ma sát giữa vật và mặt
phẳng nằm ngang là 0,1. Ban đầu kéo vật dọc theo trục lò xo cách vị trí O một
đoạn 10 cm rồi buông nhẹ. Lấy g = 10 m/s2. Bỏ qua lực cản của không khí. Tính
tốc độ của vật khi qua vị trí cân bằng O lần thứ 2 tính từ lúc thả
2 trả lời
Hỏi chi tiết
55
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để tính vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng O lần thứ 2, ta cần xem xét các yếu tố sau: độ cứng của lò xo \( K \), khối lượng của vật \( m \), hệ số ma sát \( \mu \), và khoảng cách ban đầu \( x_0 \).

Các thông số đã cho:
- Độ cứng của lò xo \( K = 100 \, \text{N/m} \)
- Khối lượng của vật \( m = 400 \, \text{g} = 0.4 \, \text{kg} \)
- Hệ số ma sát \( \mu = 0.1 \)
- Khoảng cách ban đầu \( x_0 = 10 \, \text{cm} = 0.1 \, \text{m} \)
- Gia tốc trọng trường \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \)

Đầu tiên, ta tính lực ma sát:
\[ F_{\text{ms}} = \mu \cdot m \cdot g = 0.1 \cdot 0.4 \cdot 10 = 0.4 \, \text{N} \]

Lực đàn hồi cực đại của lò xo khi vật ở vị trí ban đầu:
\[ F_{\text{đh}} = K \cdot x_0 = 100 \cdot 0.1 = 10 \, \text{N} \]

Khi vật di chuyển từ vị trí ban đầu về vị trí cân bằng, lực đàn hồi giảm dần và lực ma sát làm giảm năng lượng của hệ. Công của lực ma sát khi vật di chuyển từ vị trí ban đầu đến vị trí cân bằng:
\[ A_{\text{ms}} = F_{\text{ms}} \cdot x_0 = 0.4 \cdot 0.1 = 0.04 \, \text{J} \]

Năng lượng ban đầu của hệ (năng lượng đàn hồi của lò xo):
\[ E_{\text{đầu}} = \frac{1}{2} K x_0^2 = \frac{1}{2} \cdot 100 \cdot (0.1)^2 = 0.5 \, \text{J} \]

Năng lượng còn lại khi vật qua vị trí cân bằng lần đầu tiên:
\[ E_{\text{còn lại}} = E_{\text{đầu}} - A_{\text{ms}} = 0.5 - 0.04 = 0.46 \, \text{J} \]

Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng lần đầu tiên:
\[ \frac{1}{2} m v_1^2 = 0.46 \]
\[ v_1 = \sqrt{\frac{2 \cdot 0.46}{0.4}} = \sqrt{2.3} \approx 1.52 \, \text{m/s} \]

Khi vật quay lại vị trí cân bằng lần thứ hai, nó sẽ mất thêm năng lượng do ma sát. Công của lực ma sát trong lần di chuyển thứ hai:
\[ A_{\text{ms2}} = F_{\text{ms}} \cdot x_0 = 0.4 \cdot 0.1 = 0.04 \, \text{J} \]

Năng lượng còn lại khi vật qua vị trí cân bằng lần thứ hai:
\[ E_{\text{còn lại2}} = E_{\text{còn lại}} - A_{\text{ms2}} = 0.46 - 0.04 = 0.42 \, \text{J} \]

Vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng lần thứ hai:
\[ \frac{1}{2} m v_2^2 = 0.42 \]
\[ v_2 = \sqrt{\frac{2 \cdot 0.42}{0.4}} = \sqrt{2.1} \approx 1.45 \, \text{m/s} \]

Vậy, vận tốc của vật khi qua vị trí cân bằng O lần thứ 2 là khoảng \( 1.45 \, \text{m/s} \).
2
0
Thắng say hi
18/07 21:08:46
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng ký tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
3
0
Quỳnh Mai
18/07 21:10:00
+4đ tặng

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Câu hỏi Vật lý mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Gia sư Lazi Gia sư
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo