Tốc độ trung bình lớn nhất của ${{m}_{A}}$ trong khoảng thời gian $\dfrac{2}{15}\left( s \right)$ ?

NTH 52

Bùi Đình Hiếu
Super Moderator
Bài toán
Một lò xo thẳng đứng có độ cứng $k=100\left( \dfrac{N}{m} \right)$, đầu trên gắn cố định vào tường, đầu dưới gắn vật ${{m}_{A}}=100\left( g \right)$. Vật ${{m}_{B}}=100\left( g \right)$được gắn dưới vật ${{m}_{A}}$bằng một keo dính. Chỗ keo dính gắn hai vật bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến $1,6\left( N \right)$. Bỏ qua mọi ma sát, và lấy $g={{\pi }^{2}}=10\left( \ \left(\text{m}/\text{}\right){{s}^{2}} \right)$. Thả nhẹ hai vật từ vị trí lò xo không biến dạng, sau một thời gian thì ${{m}_{B}}$văng ra khỏi hệ. Sau đó ${{m}_{A}}$dao động điều hoà, tốc độ trung bình lớn nhất của ${{m}_{A}}$trong khoảng thời gian $\dfrac{2}{15}\left( s \right)$ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. $0,56 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
B. $0,72 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
C. $0,64 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
D. $0,5 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
 
Em làm ra A chả biết có đúng không. Rất tự hào vì học cùng trường với anh, nhưng mà Vật lí em ngu si lắm :D:D:D
 
Bài toán
Một lò xo thẳng đứng có độ cứng $k=100\left( \dfrac{N}{m} \right)$, đầu trên gắn cố định vào tường, đầu dưới gắn vật ${{m}_{A}}=100\left( g \right)$. Vật ${{m}_{B}}=100\left( g \right)$được gắn dưới vật ${{m}_{A}}$bằng một keo dính. Chỗ keo dính gắn hai vật bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến $1,6\left( N \right)$. Bỏ qua mọi ma sát, và lấy $g={{\pi }^{2}}=10\left( \ \left(\text{m}/\text{}\right){{s}^{2}} \right)$. Thả nhẹ hai vật từ vị trí lò xo không biến dạng, sau một thời gian thì ${{m}_{B}}$văng ra khỏi hệ. Sau đó ${{m}_{A}}$dao động điều hoà, tốc độ trung bình lớn nhất của ${{m}_{A}}$trong khoảng thời gian $\dfrac{2}{15}\left( s \right)$ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. $0,56 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
B. $0,72 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
C. $0,64 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
D. $0,5 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$

Ý tưởng hỏi là ok nhưng tôi xin phản biện hai ý nhỏ trong câu hỏi để hoàn thiện nó hơn.
  1. Khái niệm "lò xo thẳng đứng" có vẻ hơi khó hiểu. Nên thay bằng "lò xo được treo theo phương thẳng đứng". Khái niệm "lò xo" không nói gì thêm thì hiểu là lò xo xoắn ốc thông thường, không phải lò xo lá, lò xo xoắn,... và cấu trúc bị động làm tăng tính khách quan hơn.
  2. Mô tả "đầu trên gắn cố định vào tường" là có phần chưa chính xác lắm. Vì theo ý nghĩa thông thường thì "tường" là một bề mặt thẳng đứng, có thể rối trong cách hiểu. Ngu ý của tôi là sửa thành "đầu trên được gắn cố định" thôi hoặc "đầu trên được gắn vào giá cố định". Vẫn phải viết cấu trúc bị động vì cái "đầu trên" không tự gắn vào đâu được mà phải là "được gắn".
Vì thấy ý hỏi của câu hỏi rất là OK nên mới góp ý để câu hỏi hoàn thiện, chuẩn mực chứ không thì tiếc lắm cho một câu hỏi tốt. :D
 
Ý tưởng hỏi là ok nhưng tôi xin phản biện hai ý nhỏ trong câu hỏi để hoàn thiện nó hơn.
  1. Khái niệm "lò xo thẳng đứng" có vẻ hơi khó hiểu. Nên thay bằng "lò xo được treo theo phương thẳng đứng". Khái niệm "lò xo" không nói gì thêm thì hiểu là lò xo xoắn ốc thông thường, không phải lò xo lá, lò xo xoắn,... và cấu trúc bị động làm tăng tính khách quan hơn.
  2. Mô tả "đầu trên gắn cố định vào tường" là có phần chưa chính xác lắm. Vì theo ý nghĩa thông thường thì "tường" là một bề mặt thẳng đứng, có thể rối trong cách hiểu. Ngu ý của tôi là sửa thành "đầu trên được gắn cố định" thôi hoặc "đầu trên được gắn vào giá cố định". Vẫn phải viết cấu trúc bị động vì cái "đầu trên" không tự gắn vào đâu được mà phải là "được gắn".
Vì thấy ý hỏi của câu hỏi rất là OK nên mới góp ý để câu hỏi hoàn thiện, chuẩn mực chứ không thì tiếc lắm cho một câu hỏi tốt. :D
Anh trình bày cách làm cho e đk k ạ
 
Bài toán
Một lò xo thẳng đứng có độ cứng $k=100\left( \dfrac{N}{m} \right)$, đầu trên gắn cố định vào tường, đầu dưới gắn vật ${{m}_{A}}=100\left( g \right)$. Vật ${{m}_{B}}=100\left( g \right)$được gắn dưới vật ${{m}_{A}}$bằng một keo dính. Chỗ keo dính gắn hai vật bị bong ra nếu lực kéo tại đó đạt đến $1,6\left( N \right)$. Bỏ qua mọi ma sát, và lấy $g={{\pi }^{2}}=10\left( \ \left(\text{m}/\text{}\right){{s}^{2}} \right)$. Thả nhẹ hai vật từ vị trí lò xo không biến dạng, sau một thời gian thì ${{m}_{B}}$văng ra khỏi hệ. Sau đó ${{m}_{A}}$dao động điều hoà, tốc độ trung bình lớn nhất của ${{m}_{A}}$trong khoảng thời gian $\dfrac{2}{15}\left( s \right)$ gần giá trị nào nhất sau đây?
A. $0,56 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
B. $0,72 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
C. $0,64 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
D. $0,5 \ \left(\text{m}/\text{s}\right)$
kjhk.png

Xét hệ dao động $\left(m_A,m_B,k\right)$, ta có $\Delta l=\dfrac{\left(m_A+m_B\right)g}{k}=2cm$, Vật được thả nhẹ ở vị trí lò xo không biến dạng nên vị trí đó là vị trí biên và biên độ dao động $A=\Delta l=2cm$ Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega =10\sqrt{5} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$

Bây giờ ta đi tìm vị trí mà vật $m_B$ bị văng ra. Khảo sát vật $m_B$ ta thấy lực kéo (giữa hai vật $m_A$ và $m_B$) sẽ đạt cực đại khi vật xuống và đã qua vị trí cân bằng vì khi đó lực quán tính và trọng lực cùng chiều và cùng hướng xuống.$$N=F_{qt}+P=m_Ba+m_Bg=1,6N$$
Suy ra tại vị trí vật $m_B$ văng ra vật có gia tốc $a=600 \ \left(\text{cm}/\text{s}^2\right)$ và tại vị trí li độ $x=-1,2cm$. Tại đó, ta tính được tốc độ của vật là $v=\sqrt{\omega ^2\left(A^2-x^2\right)}=16\sqrt{5} \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$.

Ngay sau khi vật $m_B$ bị văng ra thì hệ dao động là $\left(m_A,k\right)$, ta có $\Delta l'=\dfrac{m_Ag}{k}=1cm$. Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O'$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega '=10\sqrt{10} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$ và chu kỳ $T'=0,2s$.

Biên độ dao động của hệ mới $$A'=\sqrt{\dfrac{v^2}{\omega '^2}+x'^2}=\dfrac{3\sqrt{17}}{5}\approx 2,47cm$$
Như vậy ta đã xác định được tất cả các dữ kiện cần thiết của hệ $\left(m_A,k\right)$ và bài toán tiếp theo là tìm quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong quảng thời gian $\dfrac{2}{15}s$ rồi tính vận tốc trung bình thì đã khá quen thuộc nên tôi dừng lại ở đây.

Theo tính toán của tôi thì chọn phương án A. .
 
Last edited:
kjhk.png
Xét hệ dao động $\left(m_A,m_B,k\right)$, ta có $\Delta l=\dfrac{\left(m_A+m_B\right)g}{k}=2cm$, Vật được thả nhẹ ở vị trí lò xo không biến dạng nên vị trí đó là vị trí biên và biên độ dao động $A=\Delta l=2cm$ Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega =10\sqrt{5} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$

Bây giờ ta đi tìm vị trí mà vật $m_B$ bị văng ra. Khảo sát vật $m_B$ ta thấy lực kéo (giữa hai vật $m_A$ và $m_B$) sẽ đạt cực đại khi vật xuống và đã qua vị trí cân bằng vì khi đó lực quán tính và trọng lực cùng chiều và cùng hướng xuống.$$N=F_{qt}+P=m_Ba+m_Bg=1,6N$$
Suy ra tại vị trí vật $m_B$ văng ra vật có gia tốc $a=600 \ \left(\text{cm}/\text{s}^2\right)$ và tại vị trí li độ $x=-1,2cm$. Tại đó, ta tính được tốc độ của vật là $v=\sqrt{\omega ^2\left(A^2-x^2\right)}=16\sqrt{5} \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$.

Ngay sau khi vật $m_B$ bị văng ra thì hệ dao động là $\left(m_A,k\right)$, ta có $\Delta l'=\dfrac{m_Ag}{k}=1cm$. Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O'$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega '=10\sqrt{10} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$ và chu kỳ $T'=0,2s$.

Biên độ dao động của hệ mới $$A'=\sqrt{\dfrac{v^2}{\omega '^2}+x'^2}=\dfrac{3\sqrt{17}}{5}\approx 2,47cm$$
Như vậy ta đã xác định được tất cả các dữ kiện cần thiết của hệ $\left(m_A,k\right)$ và bài toán tiếp theo là tìm quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong quảng thời gian $\dfrac{2}{15}s$ rồi tính vận tốc trung bình thì đã khá quen thuộc nên tôi dừng lại ở đây.

Theo tính toán của tôi thì chọn phương án A. .
Cảm ơn a
 
kjhk.png
Xét hệ dao động $\left(m_A,m_B,k\right)$, ta có $\Delta l=\dfrac{\left(m_A+m_B\right)g}{k}=2cm$, Vật được thả nhẹ ở vị trí lò xo không biến dạng nên vị trí đó là vị trí biên và biên độ dao động $A=\Delta l=2cm$ Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega =10\sqrt{5} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$

Bây giờ ta đi tìm vị trí mà vật $m_B$ bị văng ra. Khảo sát vật $m_B$ ta thấy lực kéo (giữa hai vật $m_A$ và $m_B$) sẽ đạt cực đại khi vật xuống và đã qua vị trí cân bằng vì khi đó lực quán tính và trọng lực cùng chiều và cùng hướng xuống.$$N=F_{qt}+P=m_Ba+m_Bg=1,6N$$
Suy ra tại vị trí vật $m_B$ văng ra vật có gia tốc $a=600 \ \left(\text{cm}/\text{s}^2\right)$ và tại vị trí li độ $x=-1,2cm$. Tại đó, ta tính được tốc độ của vật là $v=\sqrt{\omega ^2\left(A^2-x^2\right)}=16\sqrt{5} \ \left(\text{cm}/\text{s}\right)$.

Ngay sau khi vật $m_B$ bị văng ra thì hệ dao động là $\left(m_A,k\right)$, ta có $\Delta l'=\dfrac{m_Ag}{k}=1cm$. Hệ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng $O'$ như hình vẽ với tốc độ góc $\omega '=10\sqrt{10} \ \left(\text{rad}/\text{s}\right)$ và chu kỳ $T'=0,2s$.

Biên độ dao động của hệ mới $$A'=\sqrt{\dfrac{v^2}{\omega '^2}+x'^2}=\dfrac{3\sqrt{17}}{5}\approx 2,47cm$$
Như vậy ta đã xác định được tất cả các dữ kiện cần thiết của hệ $\left(m_A,k\right)$ và bài toán tiếp theo là tìm quãng đường lớn nhất mà vật đi được trong quảng thời gian $\dfrac{2}{15}s$ rồi tính vận tốc trung bình thì đã khá quen thuộc nên tôi dừng lại ở đây.

Theo tính toán của tôi thì chọn phương án A. .
Nhg mà e vẫn hơi băn khoăn cái chỗ vật B rơi ra đó. Hình như lực quán tính ngược chiều chuyển động ủa vật chứ nhỉ. Thì khi vật đi xuống thì lực quán tính hướng lên chớ
 
Nhg mà e vẫn hơi băn khoăn cái chỗ vật B rơi ra đó. Hình như lực quán tính ngược chiều chuyển động ủa vật chứ nhỉ. Thì khi vật đi xuống thì lực quán tính hướng lên chớ
Lực quán tính là một lực phát sinh khi một vật có khối lượng chuyển động có gia tốc và được định nghĩa bằng biểu thức $$\vec{F_{qt}}=-m\vec{a}$$
Vậy, lực quán tính có chiều ngược chiều với gia tốc, không phụ thuộc vào chiều chuyển động.
 

Quảng cáo

Back
Top