Một con lắc lò xo treo thẳng đứng có độ cứng (k = 25N/m ) dao động điều hòa theo phương thẳng đứng. Biết trục Ox thẳng đứng hướng xuống, gốc O trùng với VTCB. Biết giá trị đại số của lực đàn hồi tác dụng lên vật biến thiên theo đồ thị. Phương trình dao động của vật là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTừ đồ thị ta có hệ:
\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} k(A - \Delta {l_0}) = 1,5\\ k(A + \Delta {l_0}) = 3,5 \end{array} \right. \to A = \frac{5}{2}\Delta {l_0}\\ \to \left\{ \begin{array}{l} \Delta {l_0} = 0,04m = 4cm\\ A = 0,1m = 10cm \end{array} \right.\\ \to \omega = \sqrt {\frac{g}{{\Delta {l_0}}}} = 5\sqrt {10} \approx 5\pi (cm/s) \end{array}\)
Biểu thức của lực đàn hồi có dạng: \( F=−k(Δl_0+x)=−1−2,5cos(5πt+φ)N\)
Lúc
\( t = 0,F = - 2,25cos\varphi = - 1,25 \Rightarrow cos\varphi = \frac{1}{2} \Rightarrow \varphi = \frac{\pi }{3}\)
Vậy phương trình dao động của vật là: \( x = 10\cos \left( {5\pi t + \frac{\pi }{3}} \right)cm\)
Đáp án cần chọn là: C