Một con lắc lò xo gồm vật nhỏ có khối lượng m = 100 g được treo vào đầu tự do của một lò xo có độ cứng N/m. Vật được đặt trên một giá đỡ nằm ngang M tại vị trí lò xo không biến dạng. Cho giá đỡ M chuyển động nhanh dần đều xuống phía dưới với gia tốc a = 2 m/s2. Lấy g = 10 m/s2. Ở thời điểm lò xo dài nhất lần đầu tiên, khoảng cách giữa vật và giá đỡ M gần giá trị nào nhất sau đây?
4 cm.
6 cm.
5 cm.
3 cm.
+ Tần số góc của con lắc m: rad/s + Phương trình định luật II cho vật m: + Theo chiều của gia tốc: Tại vị trí vật m rời khỏi giá đỡ thì cm .
Hai vật đã đi được một khoảng thời gian .
Vận tốc của vật m ngay khi rời giá đỡ sẽ là cm/s.
Sau khi rời khỏi giá đỡ vật m sẽ dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới, tại vị trí này lò xo giãn cm.
Biên độ dao động của vật m: .
Ta sử dụng phương pháp đường tròn để xác định thời gian từ khi M tách khỏ m đến khi lò xo dài nhất lần đầu tiên Khoảng thời gian để vật đi từ vị trí rời khỏi M đến vị trí lò xo dài nhất ứng với góc s Quãng đường vật M đi được trong khoảng thời gian này là .
+ Quãng đường mà vật m đi trong khoảng thời gian này là .
Vậy đáp án đúng là D.