Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang gồm một vật nhỏ có

Câu 4.11 (VD) trang 18 Sách bài tập Vật Lí 11: Một con lắc lò xo dao động điều hoà trên mặt phẳng nằm ngang gồm một vật nhỏ có khối lượng 100 g gắn vào lò xo nhẹ có độ cứng 98 N/m. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,02 . Lấy $g=\mathrm{9,8}\text{ m}/{\text{s}}^2$. Tính độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua vị trí cân bằng.

A. 0,08 mm.         

B. 0,04 mm.         

C. 0,8 mm.           

D. 0,4 mm.

Trả lời

Đáp án đúng là D

Độ giảm cơ năng sau nửa chu kì bằng công của lực ma sát thực hiện trong nửa chu kì đó:

 $$\begin{gathered} \frac{k{A}^2}{2}-\frac{k{A}^{\text{'}2}}{2}=F_{\text{ms}}\left(A+A^{\text{'}}\right) \\ \iff \frac{k}{2}\left(A+A^{\text{'}}\right)\cdot \left(A-A^{\text{'}}\right)=F_{\text{ms}}\left(A+A^{\text{'}}\right) \end{gathered}$$

Suy ra độ giảm biên độ sau mỗi lần vật qua vị trí cân bằng (sau nửa chu kì) là:

$$\begin{gathered} \text{Δ}{A}^{\text{'}}=\frac{2F_{\text{ms}}}{k}=\frac{2\mu mg}{k} \\ =\frac{2\cdot \mathrm{0,02}\cdot \mathrm{0,1}\cdot \mathrm{9,8}}{98}=4\cdot {10}^{-4}\text{ m}=\mathrm{0,4}\text{ mm}. \end{gathered}$$

Xem thêm các bài giải SBT Vật lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác: