Một con lắc đơn gồm vật nặng có khối lượng m gắn với dây treo có chiều dài l. Từ vị trí cân bằng kéo lệch sợi dây sao cho góc lệch của sợi dây với phương thẳng đứng là α₀ = 60⁰, rồi thả nhẹ. Lấy g = 10 m/s². Bỏ qua mọi ma sát. Độ lớn của gia tốc khi lực căng dây có độ lớn bằng trọng lực là

A. 10/3 m/s²               B. 0 m/s²                   C.  (10/3)√5 m/s²                   D. (10/3)√6 m/s².

Giải:

Biểu thức của lực căng dây: T = mg [3cosα – (2cosα₀)] ;

Đề cho T = mg  và cos 60⁰ = ½ thay vào trên => cosα = 2/3 ;

Gia tốc của vật: a = √(a_n² + a_t²)                                                                                             (1)

với a_n là gia tốc hướng tâm và a_t là gia tốc tiếp tuyến;

Gia tốc tiếp tuyến: a_t = F_hl / m = mgsinα /m = g sinα = (10√5) /3 m/s² ;                                  (2)

Gia tốc pháp tuyến: ma_n = T – (mgcosα) => a_n = (T/m) – (gcosα);

Đề cho T = mg => a_n = g (1 – cosα) = 10 /3 m/s² ;                                                                 (3)

Từ (1), (2) và (3) ta tính được a = (10/3)√6 m/s². Chọn D.