Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm vật nặng có khối lượng m = 100g và lò xo khối lượng không đáng kể. Chọn gốc toạ độ ở vị trí cân bằng, chiều dương hướng lên. Biết con lắc lò xo dao động điều hoà theo phương trình: \(x = 4\cos \left( {10t - \frac{\pi }{3}} \right)(cm)\). Lấy \(g = 10\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}.\) Độ lớn lực đàn hồi tác dụng vào vật tại thời điểm vật đã đi quãng đường S = 10cm kể từ lúc t = 0 bằng bao nhiêu?

Phương pháp: 

Độ lớn lực đàn hồi: \({F_{dh}} = k \cdot \left( {l - {l_0}} \right) = k \cdot \Delta l\)

Độ biến dạng tại VTCB: \(\Delta l = \frac{k}\)

Tần số góc: ω⁢ =km⁢ =gΔ⁢l

Cách giải: 

Phương trình dao động: x=4⁢cos⁡(10⁢t-π3)⁢(cm)⇒A=4cm=0,04mω =10rad/s

Độ cứng của lò xo: \(k = m \cdot {\omega ^2} = {0,1.10^2} = 10\;{\rm{N}}/{\rm{m}}\)

Độ giãn của lò xo tại VTCB: \(\Delta l = \frac{g}{{{\omega ^2}}} = \frac{{{{10}^2}}} = 0,1\;{\rm{m}} = 10\;{\rm{cm}}\)

Tại t = 0 vật có \(x = 2\;{\rm{cm}}\) chuyển động theo chiều dương.  Khi đi được quãng đường \(S = 10\;{\rm{cm}}\) thì vật đến đúng ở vị trí biên âm. Độ lớn  lực đàn hồi tác dụng vào vật tại thời điểm đó là: 

\({F_{dh}} = k \cdot (\Delta l + A) = 10.(0,1 + 0,04) = 1,4N\)

Chọn A.