Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lí tưởng có độ cứng k = 100 N/m được gắn chặt

Câu hỏi :

Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo lí tưởng có độ cứng k = 100 N/m được gắn chặt vào tường tại Q, vật M = 200g   được gắn với lò xo bằng một mối nối hàn. Vật M đang ở vị trí cân bằng, một vật m = 50g chuyển động đều theo phương ngang với tốc độ v0 = 2m/s tới va chạm hoàn toàn mềm với vật M. Sau va chạm hai vật dính vào nhau và dao động điều hòa. Bỏ qua ma sát giữa vật M với mặt phẳng ngang, chọn trục tọa độ như hình vẽ, gốc O tại vị trí cân bằng, gốc thời gian t = 0 lúc xảy ra va chạm. Sau một thời gian dao động, mối hàn gần vật M với lò xo bị lỏng dần, ở thời điểm t hệ vật đang ở vị trí lực nén của lò xo vào Q cực đại. Sau khoảng thời gian ngắn nhất là bao nhiêu (tính từ thời điểm t) mối hàn sẽ bị bật ra? Biết rằng, kể từ thời điểm t mối hàn có thể chịu được một lực nén tùy ý nhưng chỉ chịu được một lực kéo tối đa là 1 N. [Bản quyền thuộc về website dethithpt.com]

 A. π20 (s)

 B. π10 (s)

 C. π10 (s)

 D. π30 (s)

* Đáp án

D

* Hướng dẫn giải

Đáp án D

+ Va chạm mềm: mv0 = (M +m)v v0' = 0,05.20,2+0,05 = 0,4 m/s = 40 cm/s 

+ Sau va chạm: ω' = kM+m = 1000,25 = 20 rad/s  T = π10 (s)

+ A = v'ω' = 4020 = 2 cm

+ Khi lực nén cực đại:  x = -A = -2 (cm)

+ Khi lực Fkéo  = 1Nk.x = 1x = 1100(m) = 1 cm

+ Thời điểm t đến khi mối hàn bật ra

t = T3 = π30

Copyright © 2021 HOCTAP247