Câu hỏi:
Con lắc lò xo treo thẳng đứng, lò xo có khối lượng không đáng kể. Hòn bi đang ở vị trí cân bằng thì được kéo xuống dưới theo phương thẳng đứng một đoạn \(3cm\) rồi thả nhẹ cho nó dao động. Hòn bi thực hiện \(50\) dao động mất \(20s\). Cho \(g={{\pi }^{2}}=10m/{{s}^{2}}\). Tỉ số độ lớn lực đàn hồi cực đại và lực đàn hồi cực tiểu của lò xo \(\left( \dfrac{{{F}_{dh\max }}}{{{F}_{dh\min }}} \right)\) khi dao động là:
-
A.
\(7\) -
B.
\(0\) -
C.
\(1/7\) -
D.
\(4\)
Lời giải tham khảo:
Đáp án đúng: A
Ta có:
+ Biên độ dao động của vật: \(A = 3cm\)
+ Chu kì dao động của vật: \(T = \dfrac{{20}}{{50}} = 0,4s\)
+ Độ dãn của lò xo tại vị trí cân bằng: \(\Delta l = \dfrac{{mg}}{k} = \dfrac{{g{T^2}}}{{4{\pi ^2}}} = \dfrac{{10.0,{4^2}}}{{4.10}} \)
\(= 0,04m= 4cm\)
Lực đàn hồi cực đại tại vị trí thấp nhất: \({F_{dhMax}} = k\left( {\Delta l + A} \right)\) (1)
Nhận thấy \(\Delta l > A\) \( \Rightarrow {F_{dhMin}} = k\left( {\Delta l – A} \right)\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra: \(\dfrac{{{F_{dhMax}}}}{{{F_{dhMin}}}} = \dfrac{{k\left( {\Delta l + A} \right)}}{{k\left( {\Delta l – A} \right)}} = \dfrac{{\Delta l + A}}{{\Delta l – A}} \)
\(= \dfrac{{4 + 3}}{{4 – 3}} = 7\)
Chọn A.
Trả lời