Sau va chạm hệ dao động với biên độ

Bài toán.
Một vật có khối lượng M=150g được treo vào con lắc lò xo nhẹ có độ cứng $K=100N/m$ đang đứng yên ở vị trí cân bằng của nó thì có một vật có khối lương $m_0 =100g$ bay theo phương thẳng đứng lên va chạm tức thời và dính vào vật $M$ với tốc độ ngay trước va chạm là $v_0 = 50cm/s$. Sau va chạm hệ dao động với biên độ
A. $2\sqrt{2}cm$
B. $1cm$
C. $\sqrt{2}cm$
D. $2cm$
 
Bài toán.
Một vật có khối lượng M=150g được treo vào con lắc lò xo nhẹ có độ cứng $K=100N/m$ đang đứng yên ở vị trí cân bằng của nó thì có một vật có khối lương $m_0 =100g$ bay theo phương thẳng đứng lên va chạm tức thời và dính vào vật $M$ với tốc độ ngay trước va chạm là $v_0 = 50cm/s$. Sau va chạm hệ dao động với biên độ
A. $2\sqrt{2}cm$
B. $1cm$
C. $\sqrt{2}cm$
D. $2cm$
Bài làm:
Ta có va chạm mềm xảy ra(vì sau va chạm hai vật dính vào nhau).
Theo bảo toàn động lượng:
$$m_o.v_o =(M+m_o).v.$$
Với v là vận tốc của hệ hai vật sau va chạm.
Tính ra:
$$v=20 cm/s.$$
Sau va chạm, hệ dao động với tần số góc:
$$\omega = \sqrt{\dfrac{k}{M+m_o}}=20.$$
Ta có:
Bài toán khá quen thuộc:
Ban đầu chỉ có vật M lò xo dãn:
$$\Delta l=\dfrac{Mg}{k}.$$
Sau khi có thêm vật m lò xo dãn :
$$\Delta l'=\dfrac{(M+m_o)g}{k}.$$
Lượng giãn thêm chính là độ lệch của vật so với vị trí cân bằng cũ, gọi là x.
$$A^2=x^2+\left(\dfrac{v}{\omega}\right)^2.$$
Chọn $C$.
 

Quảng cáo

Back
Top