Con lắc lò xo nằm ngang, vật nặng có khối lượng m=100g được kích thích cho dao động điều hòa. Hình vẽ bên là một phần đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa thế năng dao động điều hòa $E_t$ (gốc thế năng tại vị trí cân bằng) và công suất của lực kéo về p. Tại vị trí C, tốc độ dao động của con lắc bằng

Chọn B.

Công suất của lực kéo về

$p=-kxv$

$p=-k{A}^2\omega \cos \left(\omega t+{\phi }_0\right)\sin \left(\omega t+{\phi }_0\right)$

$p=-\frac{1}{2}k{A}^2\omega \sin \left(2\omega t+2{\phi }_0\right)$

Biểu thức trên cho thấy

$\left|p\right|=\left|p_{max}\right|$ khi $\sin \left(2\omega t+2{\phi }_0\right)=1$

→  $\cos \left(\omega t+{\phi }_0\right)=\pm \frac{\sqrt{2}}{2}$ hay $x=\pm \frac{\sqrt{2}}{2}A$

tương ứng $E_t=\frac{1}{2}E$

Mặc khác từ đồ thị

$p_{max}=\frac{1}{2}k{A}^2\omega =0,2$W

$\frac{1}{2}E=\frac{1}{4}k{A}^2={10.10}^{-3}$J

→ $\omega =\frac{\left(0,2\right)}{2.\left({10.10}^{-3}\right)}=10$ rad/s

Độ cứng của lò xo

$k=m{\omega }^2=\left({100.10}^{-3}\right).{\left(10\right)}^2=10$N/m

Biên độ dao động của con lắc

$A=\sqrt{\frac{2E}{k}}=\sqrt{\frac{2\left({20.10}^{-3}\right)}{\left(10\right)}}=2\sqrt{10}$cm/s

Tại điểm C

$p=\frac{1}{2}{p}_{max}$ → $\sin \left(2\omega t+2{\phi }_0\right)=\frac{1}{2}$

→ $\sin \left(\omega t+{\phi }_0\right)=\sin \left(\frac{\pi }{12}\right)$

Tốc độ tương ứng

$v_C=\omega A\sin \left(\omega t+{\phi }_0\right)$

$v_C=\left(10\right)\left(2\sqrt{10}\right)\sin \left(\frac{\pi }{12}\right)=16,4$cm/s