Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ lớn lực đàn hồi của lò xo biến đổi theo thời gian như hình vẽ bên. Lấy g = 10m/s², p² = 10. Cơ năng dao động của vật bằng

Đáp án A

Lực đàn hồi của lò xo đạt cực đại ở biên dưới nên khoảng thời gian liên tiếp giữa hai lần lực đàn hồi cực đại là chu kì T. Từ đồ thị ta thấy T = 0,6 s.

Lực đàn hồi bằng 0 khi đi qua vị trí lò xo không biến dạng.

Từ đồ thị ta thấy khoảng thời gian giữa 2 lần lực đàn hồi có độ lớn bằng 0 là:

Δt=0,4−0,2=0,2s=T3

Góc quét tương ứng là: Δφ=ω.Δt=2πT.T3=2π3

Ta có vòng tròn lượng giác:

Từ vòng tròn lượng giác, ta có: Δl0=Acosπ3=A2

Chu kì của con lắc là: T=2πmk=2Δl0g=0,6s

⇒2πA2g=0,6⇒210.A2.10=0,6⇒A=0,18m

Độ lớn lực đàn hồi cực đại là: Fđhmax=kA+Δl0=k.3A2 ⇒k.3.0,182=9⇒k=1003N/m

Cơ năng của vật là: W=12kA2=12.1003.0,182=0,54J