Câu hỏi:
Cho cơ hệ gồm một lò xo có khối lượng không đáng kể có độ cứng k = 120N/m, một đầu gắn với điểm cố định, một đầu gắn với vật có khối lượng m = 100g, vật có thể trượt trên mặt phẳng ngang có hệ số ma sát μ=0,6. Ban đầu đưa vật đến vị trí lò xo nén 12cm rồi thả ra không vận tốc ban đầu. Xác định độ dãn cực đại của lò xo và tốc độ cực đại của vật sau đó.
Phương pháp giải:
Biến thiên thế năng bằng công của ngoại lực: ΔWt=Ams
Lời giải chi tiết:
Biến thiên thế năng bằng công của ngoại lực: ΔWt=Ams
⇔12k(Δl2)2−12k(Δl1)2=−Fms.(Δl1+Δl2) (lực ma sát ngược chiều chuyển động)
⇔12k(Δl2+Δl1).(Δl2−Δl1)=−Fms.(Δl1+Δl2)
⇔12k(Δl2−Δl1)=−μmg
⇔12k(Δl2−0,12)=−0,6.0,1.10
⇔Δl2=0,11m=11cm
Vận tốc cực đại tại vị trí Fms=Fdh⇒Δl0=Fmsk=0,6.0,1.10120=0,005m
vmax=√k(Δl1−Δl0)2m=√120.(0,12−0,005)20,1=2,3√3m/s