Câu 39: Một con lắc lò xo đặt thẳng đứng gồm lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m và vật nhỏ m₁ có khối lượng 200 g, một đầu lò xo được gắn chặt vào sàn. Ban đầu, giữ m₁ ở vị trí lò xo bị nén 7,1 cm (trong giới hạn đàn hồi của lò xo) rồi đặt vật nhỏ m₂ có khối lượng 50 g lên trên m₁ như hình bên. Thả nhẹ để các vật bắt đầu chuyển động theo phương thẳng đứng. Ngay khi m₂ đạt độ cao cực đại thì m₂ được giữ lại. Biết lò xo luôn thẳng đứng trong quá trình chuyển động. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy g = 10 m/s². Sau khi m₂ được giữ lại, lực nén lớn nhất mà lò xo tác dụng lên sàn có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 5,8 N.                  B. 6,7 N.                         C. 2,9 N.                            D. 4,3 N.

Giải:

Ta có : Δl₀₁ = m₁g/k = 0,02 m = 2 cm ; Δl₀₂ = m₂g/k = 0,005 m = 0,5 cm ;

Δl₀₁₂ = (m₁ + m₂)g/k = 0,025 m = 2,5 cm ;

m₁ và m₂ dao động điều hoà có vị trí cân bằng ở O và biên độ : BO = 7,1 – 2,5 = 4,6 cm ;

Sau khi m₂ được lấy ra tại B ; m₁ dao động điều hoà với vị trí cân bằng ở O’ở trên O là 0,5 cm với biên độ : BO’ = 4,6 – 0,5 = 4,1 cm ;

Lực nén lớn nhất mà lò xo tác dụng lên sàn khi m₁ ở B’’, lúc đó : Δl = 4,1 + 2 = 6,1 cm ;

F_đh = k. Δl = 100. 0,061 = 6,1 N => Chọn A.