Một lò xo treo thẳng đứng có độ cứng 10 N/m và chiều dài tự nhiên 10 cm. Treo vào đầu dưới của lò xo một quả cân khối lượng 100 g, lấy g = 10 m/s2, bỏ qua khối lượng của lò xo. Giữ quả cân ở vị trí sao cho lò xo có chiều dài 5 cm thì thế năng tổng cộng của hệ (lò xo – quả nặng) với mốc thế năng tại vị trí cân bằng là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTại vị trí cân bằng (VTCB) lò xo dãn:
∆ℓ = mg/k = 0,1.10/10 = 0,1 m = 10 cm.
Khi đó chiều dài của lò xo là: ℓ = ℓ0 + ∆ℓ = 20 cm.
Tại vị trí lò xo có chiều dài ℓ’ = 5 cm thì có độ biến dạng so với VTCB là:
|∆ℓ’| = ℓ - ℓ’ = 15 cm = 0,15 m.
Vậy thế năng tổng cộng của hệ bằng: \[{W_{dh}} = \frac{{k.{{\left( {\Delta \ell } \right)}^2}}}{2} = 0,1125{\rm{ J}}\]