Một lò xo có độ cứng k = 10N/m và chiều dài tự nhiên l0 = 10cm. Treo vào một đầu lò xo một quả cân khối lượng 100g, lấy vị trí cân bằng của quả cân làm gốc tọa độ, g = 10m/s2, bỏ qua khối lượng của lò xo. Giữ quả cân ở vị trí sao cho lò xo có chiều dài 5cm và 10cm thì thế năng tổng cộng của hệ lò xo - quả nặng tương ứng ở hai vị trí đó là
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Độ dãn của lò xo khi ở VTCB là:
\( {F_{dh}} = P \Leftrightarrow k\Delta l = mg \to \Delta {l_0} = \frac{{mg}}{k} = \frac{{10.0,1}}{{10}} = 0,1m\)
+ Vậy chiều dài lò xo khi ở VTCB là l=20(cm)
+ Khi lò xo dài 5 cm:
+ Khi đó, ta có lò xo nén một đoạn x = 0,05 (m), độ cao của quả nặng là h = 0,15 (m)
\( {{\rm{W}}_t} = \frac{1}{2}k{(\Delta l)^2} + mgh = 0,2615J\)
+ Khi lò xo dài 10 cm:
⇒ Khi đó, ta có lò xo không dãn, không nén, độ cao của quả nặng là h = 0,1 (m)
\(
{{\rm{W}}_t} = mgh = 0,15J\)