Một con lắc lò xo treo thẳng đứng gồm lò xo có độ...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức độ giãn của lò xo ở VTCB: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k}\) và tần số góc:  

Sử dụng vòng tròn lượng giác và công thức: \(\omega  = \sqrt {\frac{k}{m}} \)

Giải chi tiết:

Tần số góc của dao động: \(\omega  = \sqrt {\frac{k}{m}}  = \sqrt {\frac{{50}}{{0,2}}}  = 5\pi \,\,\left( {rad/s} \right)\)

Ở vị trí cân bằng, lò xo giãn một đoạn: \(\Delta l = \frac{{mg}}{k} = \frac{{0,2.10}}{{50}} = 0,04\,\,\left( m \right) = 4\,\,\left( {cm} \right)\)

Biên độ dao động của vật: A = 12 – 4 = 8 (cm)

Nhận xét: lực hồi phục luôn hướng về vị trí cân bằng. Khoảng thời gian vật đi từ vị trí lò xo không biến dạng đến vị trí cân bằng, lực đàn hồi tác dụng lên vật luôn hướng lên.

Biểu diễn trên VTLG, ta có:

Từ VTLG, ta thấy trong khoảng thời gian lực đàn hồi tác dụng lên vật nặng cùng chiều với lực hồi phục, vật quay được góc: \(\Delta \varphi  = 2\pi  - 2.\frac{\pi }{6} = \frac{{5\pi }}{3}\,\,\left( {rad} \right)\)

Thời gian là: \(\Delta t = \frac{{\Delta \varphi }}{\omega } = \frac{{\frac{{5\pi }}{3}}}{{5\pi }} = \frac{1}{3}\,\,\left( s \right)\) 

Chọn D.