Một con lắc lò xo thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 25 N/m một đầu được gắn với hòn bi nhỏ có khối lượng m = 100g. Khi vật đang ở vị trí cân bằng, tại thời điểm t = 0 người ta thả cho con lắc rơi tự do sao cho trục lò xo luôn nằm theo phương thẳng đứng và vật nặng ở phía dưới lò xo. Đến thời điểm t1=0,0230(s) thì đầu trên của lò xo đột ngột bị giữ lại cố định. Lấy g = 10 m/s2, π2 = 10. Bỏ qua ma sát, lực cản. Tốc độ của hòn bi tại thời điểm t2=t1+0,1(s) có độ lớn gần nhất với giá trị nào ...

Đáp án A

Độ biến dạng của lò xo tại vị trí cân bằng

Ta chia quá trình chuyển động của vật thành 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Vật rơi tự do – chịu tác dụng của trọng lực, lực đàn hồi và lực quán tính có độ lớn bằng trọng lực

Tại vị trí cân bằng

 trong quá trình rơi tự do vật dao động điều hòa quanh vị trí lò xo không biến dạng với biên độ 

Tần số góc của dao động

→ sau khoảng thời gian △t1 tương ứng với góc quét

vật có cm

và  cm/s

Giai đoạn 2: Vật dao động khi cố định đầu còn lại của lò xo:

Sau khoảng thời gian △t1 vận tốc của vật nặng so với mặt đất là

→ Khi đó vật sẽ dao động quanh vị trí cân bằng là vị trí lò xo giãn △l0 với biên độ

= 5,5cm

Sau khoảng thời gian 

= 0,1 s

con lắc đến vị trí có tọa độ

→ Tốc độ của vật khi đó