Một con lắc lò xo được treo vào một điểm cố định đang dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Hình bên là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lực đàn hồi F mà lò xo tác dụng lên vật nhỏ của con lắc theo thời gian t. Tại t = 0,15s lực kéo về tác dụng lên vật có độ lớn là

Đáp án B.

Từ đồ thị ta có k(A+Δl0)k(A−Δl0)=64⇒A=5Δl0. (trên đồ thị dịch chuyển trục Ot lên 1 ô dễ thấy đối xứng)

k(A+Δl0)=6⇒A=5k.

Từ đồ thị ta có 3 ô (từ ô thứ 2 đến ô thứ 5 có 5T4=0,3s):

5T4=0,3s⇒T=0,24s=>ω=2πT=25π3 rad/s

Lúc t = 0,5 s (tại đáy của đồ thị) thì vật qua vị trí biên trên, lò xo bị nén cực đại xuất hiện lực đàn hồi đẩy vật xuống  (chiều dương hướng lên) nên pha dao động của x là Φx(t=0,5)=0

Khi t = 0,15 s thì góc quét sau thời gian: 0,5- 0,15 = 0,35 s là :

α=ω.t=25π3.0,35=35π12=36π12−π12=3π−π12

→pha dao động tại thời điểm t = 0,15 s là:

Φx(t=0,15)=3π−π12=π−π12=11π12

Vậy F=kx=k5kcos11π12=4,829N

Cách 2: Giải nhanh bằng phương pháp dời trục tọa độ.

Khi dời trục tọa độ lên 1N như hình vẽ.    

Khi đó đồ thị lực đàn hồi sẽ chuyển thành đồ thị lực kéo về.

Chọn gốc thời gian là lúc t =0,2s vật đi qua vị trí cân bằng theo chiều âm.

Phương trình lực kéo về lúc này có dạng: Fkv=5cos25π3(t−0,2)+π2N

Tại thời điểm t = 0,15 s: Fkv=5cos25π3(0,15−0,2)+π2=−4,829N