Thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật $m_{2}$ dừng lại hẳn bằng

Bài toán
Con lắc lò xo đặt trên mặt phẳng ngang gồm vật nhỏ có khối lượng $m_{1} = 100 \left(g\right)$ , có K =25 (N/m) . Ban đầu giữ vật ở vị trí lò xo bị nén 10 (cm) , đặt vật nhỏ có khối lượng $m_{2} = 150 \left(g\right)$ sát vật $m_{1}$ , thả nhẹ để hai vật chuyển động dọc theo trục Ox. Hệ số ma sát trượt giữa mặt phẳng và hệ hai vật là $\mu = 0,1$ . Lấy g = 10 (m/$s^{2}$) . Thời gian kể từ khi thả vật đến khi vật $m_{2}$ dừng lại hẳn bằng
A. 1,15 (s)
B. 1,95 (s)
C. 1,05 (s)
D. 0,35 (s)
 
Lần chỉnh sửa cuối bởi 1 quản trị viên:
Lời giải

Độ biến dạng của lò xo $\Delta l=0,1 m$.
Sau khi thả thì chu kì dao động là $T=2\pi \sqrt{\dfrac{m_1+m_2}{k}}=\dfrac{\pi }{5}~\left(\text{s}\right)$.
Thời gian hai vật đi đến VTCB lần đầu tiên kể từ lúc thả là: $t_1=\dfrac{T}{4}=\dfrac{\pi }{20}$ (s).
Khi đến CB, vận tốc đạt max là $v$, do có thêm lực ma sát nên ta có:
\[\dfrac{1}{2}\left({{m_1} + {m_2}} \right){v^2} + \underbrace {{A_{{F_{ms}}}}}_{ = \mu \left({{m_1} + {m_2}} \right)g.\Delta l} = \dfrac{1}{2}k\Delta {l^2} \implies v = \dfrac{2}{{\sqrt 5 }}{\rm{ }}\left({{\rm{ \ \left(\text{m}/\text{s}\right)}}} \right)\]
Sau đó vật $m_2$ chuyển động chậm dần đều với gia tốc là $a=-\mu g=-1~\left( \ \left(\text{m}/\text{s}^2\right)\right)$.
Thời gian vật $m_2$ dừng lại sau đó là: $t_2=-\dfrac{v}{a}=\dfrac{2}{\sqrt{5}}$ (s).
Vậy thời gian từ lúc thả đến lúc vật $m_2$ dừng lại là $t=t_1+t_2= \dfrac{2}{\sqrt{5}}+\dfrac{\pi }{20} \approx 1,05~\left(s\right)$
$\implies$ Đáp án C
 

Quảng cáo

Back
Top