Một lò xo có độ cứng k = 250 N/m được đặt nằm ngang. Một đầu gắn cố định, một đầu gắn một vật khối lượng M = 0,1 kg có thể chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Kéo vật lệch khỏi vị trí cân bằng một đoạn Δl=5 cm rồi thả nhẹ. Tại vị trí nào thì động năng bằng thế năng? A. 2,5 cm B. 3 cm C. 3,5 cm D. 2 cm

Đáp án:

C. 3,5cm 

Giải thích các bước giải:

Đổi: 5cm = 0,05m

Khi động năng bằng thế năng:

$\begin{array}{l} {W_d}' = {W_t}' \Leftrightarrow {W_c}' = 2{W_t}'\\ {W_c} = {W_c}' \Leftrightarrow {W_t} = 2{W_t}' \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}k\Delta {l_o}^2 = 2.\dfrac{1}{2}k\Delta {l^2}\\  \Leftrightarrow \Delta {l_o}^2 = 2\Delta {l^2} \Rightarrow \Delta l = \dfrac{{\Delta {l_o}}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{0,05}}{{\sqrt 2 }} = \dfrac{{\sqrt 2 }}{{40}}m \approx 3,5cm \end{array}$

Vậy tại vị trí vật lệch khỏi vị trí cân bằng 1 đoạn bằng 3,5cm thì động năng của vật bằng thế năng của vật.